미끄럼저항은 자동차의 타이 어 와 포장노면 사이에서 발생하는 미끄러짐을 방지하여 제동거리를 제어하고 주행 안전성을 확보하는데 중요한 역할을 한다. 우천시의 미끄럼저항 감소는 치명적인 교통사고를 유발할 수 있다. 노면위에 남은 토사 및 겨울철 제설재는 미끄럼저항을 감소시킬 수 있는 요소가 될 수 있다. 본 연구에서는 노면상의 잔류하는 이물질이 타이어와 포장노면사이에서 발생하는 미끄럼저항에 미치는 영향을 다양한 콘크리트 노면조직 형태 (횡방향타이닝, 종방향타이닝, 골재노출) 및 노면조직의 마모조건(신설노면, 마모된 노면)에 대하여 검토하였다. 노면상의 이물질로는 모래, 염화칼슘과 자동차에서 발생하는 폐 오일을 사용하였으며 각 경우별로 이물질의 양을 달리하여, 모래의 경우는 입도 및 양을 달리해가며 미끄럼저항에 미치는 영향을 검토하였다.
자유류 속도가 40 m/sec 이고 날개의 뿌리시위에 기준한 레이놀즈수가 1.76${\times}$10$^6$인 상태에서 옆미끄럼이 삼각 날개 와류에 미치는 영향을 실험적으로 연구하였다. 받음각 범위는 16$^{\circ}$에서부터 28$^{\circ}$까지 이었으며 옆미끄럼각은 0$^{\circ}$, -10$^{\circ}$, 그리고 -20$^{\circ}$이었다. 옆미끄럼각은 바람쪽과 바람 반대쪽 와류 모두의 강도를 감소시키고, 바람쪽 와류의 붕괴를 촉진시킴이 관찰되었다. 옆미끄럼각 -10$^{\circ}$에서 바람 반대쪽의 와류는 받음각이 증가함에 따라 그 강도가 증가하였다. 이와 같은 옆미끄럼 조건에서 날개 와류의 비대칭적인 발달과 붕괴는 삼각 날개의 롤링모멘트를 어느 특정한 높은 받음각에서 급격히 바뀌게 할 수 있으며, 이는 일종의 롤링 모멘트 불안정성으로 간주할 수 있다.
도로의 유지관리 방안으로 미끄럼 방지포장에 대한 시공사례가 급증하고 있다. 패턴 프레임 공법은 도로 표면에 신재료를 추가하는 방식으로 미끄럼 저항 성능향상과 함께 미관을 향상시킬 수 있는 장점을 지니고 있다. 하지만 시공되고 있는 패턴 프레임 공법은 수입산 소재에 의존하고 있으며, 수출규제로 인한 중요소재수급에도 문제를 보이고 있다.. 본 논문에서는 국내형 패턴 프레임 공법 개발을 위하여 사용되는 중요소재를 국산화 하고 개발 공법에 대한 중요지표 성능 검증을 진행하였다. 중요 성능 지표는 언더코팅 소재의 부착강도, 시공 완료된 패턴 프레임의 미끄럼 저항 성능이다. 부착강도는 1.4MPa를 목표로 진행하였으며 국산화 대체 소재는 2.35MPa로 목표 성능을 만족하였고, 미끄럼 저항 성능은 40BPN을 목표로 진행하였으며 국산화 대체 소재는 75BPN으로 목표 성능을 만족하였다. 경제성 분석 결과, 국산화 소재의 경우 패턴 프레임 전 공정에 사용되는 재료비가 1m2 기준으로 해외 소재 대비 40% 절감되는 것을 확인하였다. 추가적으로 현장 시범 시공 및 관련 지표 모니터링을 통하여 개발 공법을 검증완료 하였다.
이 연구의 목적은 신체적 약자와 건강한 사람의 경사로 바닥에 대한 미끄럼 평가척도의 변동 경향을 비교 분석하는 것이다. 이 연구를 통해서 반신마비 장애인과 건강한 사람에 대한 중심동요 비교 실험을 통하여 신체적 약자의 중심동요 특성을 항상 재현하는 장애 고령화 체험장비가 개발하였다. 그리고 신체적 약자(건강한 사람이 장애 고령화 체험장비 착용)와 건강한 사람을 대상으로 한 관능검사결과로부터 수평바닥 및 경사로 바닥에 대한 미끄럼 평가척도를 구성하였다. 미끄럼 평가척도와 미끄럼저항계수(C.S.R')의 관계를 분석한 결과로부터 경사로의 기울기나 미끄럼저항 차이에 따른 미끄럼 평가척도의 변동 경향은 남성과 여성이 서로 유사하다는 사실을 명확히 규명하였다. 경사로 바닥에 대한 미끄럼의 평가는 건강한 사람은 C.S.R'가 0.30 이상이면 안전하다고 평가하지만, 신체적 약자는 C.S.R'가 $0.45{\sim}0.50$ 이상인 경우에도 위험하다고 평가하였다. 이러한 평가의 차이는 주로 건강한 사람과 신체적 약자의 보행 메커니즘이 다르기 때문인 것으로 생각된다.
현대사회는 대도시의 구조물 설계 시 협소한 공간제약을 극복하기 위해 옥상 및 지하공간을 활용하고 있으며, 이에 따라 바닥재의 시공도 증가하고 있다. 바닥재의 미끄럼저항성능은 보행자 및 운전자의 안전성 및 쾌적성 관점에서 대단히 중요한 성능임에도 불구하고, 바닥재의 미끄럼저항성능에 대한 뚜렷한 기준이 없어 개선이 되고 있지 않은 실정이다. 본 논문에서는 국토해양부의 도로안전시설 설치 및 관리지침과 서울시의 서울형 보도포장 미끄럼 저항 기준에 기초하여 미끄럼저항성능의 평가방안을 제시하였다. 세 가지의 우레탄 바닥재 시공법을 선정하여 실험적인 연구를 통해 각 바닥재의 미끄럼저항성능을 분석하고, 제시된 평가 방안에 따라 평가하였으며, VE분석을 통해 세 가지 바닥재 시공법의 성능을 종합적으로 평가함으로써 미끄럼저항성능이 우수한 바닥재가 시공될 수 있도록 독려하였다. 본 논문에서 제시된 평가방법에 따른 VE분석 결과, 미끄럼저항성능이 최대 4배 이상 향상되었던 파티클재료를 첨가한 공법이 83.86의 성능지수를 보임으로써 기타 비교안에 비해 가장 우수한 성능을 나타내었다.
곡선통과 새마을호 열차의 마모 특성을 평가하기 위하여 다량 편성 해석모델이 사용된다. 이 모델과 ADAMS/Rail를 사용하여 마모 특성과 관련된 변수의 변화에 따른 민감도 해석이 수행된다. 저속에서 우측 차륜의 마모도와 미끄럼도가 좌측 차륜보다 높으나, 고속의 경우는 좌측 차륜이 우측 차륜보다 높다. 곡선반경의 감소에 따라 마모도와 미끄럼도가 증가한다. 완화곡선의 길이가 증가하련 마모도와 미끄럼도가 증가한다. 또한 캔트가 증가하면 마모도와 미끄럼도가 증가한다.
동수압적 미끄럼베어링의 작동원리는, 두개의 서로 경사진 면이 윤활제를 그 사이에 두고 상대적인 운동을 함에 있어서 두면사이에는 윤활유 막이 형성되어 압력이 형성되고 두면에 작용하는 하중의 지지하게 되므로 직접적 마찰없이 상대적 미끄럼운동을 한다는 것이다. 동수압적 유체윤활은 윤활틈새 내의 윤활유동에 동수압적 점성유체역학 이론을 적용하며 베어링윤활유막의 압력분포를 계산하기 위한 편미분 방정식의 발견이 그 근본을 이루고 있고, 미끄럼베어링에 대한 기본적연구는 1900년 이래로 계속 수행되고 있다. 크랭크샤프트와 피스톤 연결봉 사이의 베어링은 동하중을 크게 받으며 회전하므로 저어널과 축의 상대운동은 회전운동과 윤활면의 수직운동으로 나누어 해석할 수 있다.
얇은 유막위의 타이어 변형해석이나, 압착막댐퍼 설계등의 해석에 응용되는 변동 하중하의 탄성 경계상 유체 압착막의 해석을 Newton-Raphson 반복법을 사용하여 하였다. 유막두께의 계산은 등계수 요소를 사용하여 정확한 계산을 하였고 슬라이더의 궤적은 강쇄진동의 응답곡선과 유사함을 알 수 있었다. 특히 본 연구에서는 미끄럼 속도의 영향을 고려하였으며 유체가 베어링내에 생긴 포켓에 정체하고 있어서 미끄럼의 영향은 속도가 클때를 제외하고는 큰 영향을 미치지 못함을 알 수 있었다.
일반적으로 접촉 피로 마멸은 구름 또는 미끄럼 접촉시 작용하는 반복 응력에 의해 표면과 표면 아래에 균열이 형성되고 성장 및 합체의 과정을 거쳐 표면의 일부가 떨어져 나가는 손상으로 기어나 캠-롤러, 구름 베어링과 같이 구름-미끄럼 접촉상태로 운전하는 기계요소에서 가장 중요하게 고려되어야 할 파손 메커니즘이다. 특히 기어나 구름 베어링 같이 고주기 접촉 피로 특성을 지니는 기계요소의 수명은 피로수명 실험과 통계적 기법을 이용한 Weibull 이론을 기초로 한 수명식을 대부분 사용하고 있다.(중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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