• Title/Summary/Keyword: 접촉 피로

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Load capacity simulation of PTO gears for a small cultivator during rotary ditching operation (구굴 작업에 따른 소형 관리기의 PTO 기어 부하 용량 시뮬레이션)

  • Lee, Pa-Ul;Choi, Changhyun;Choi, Youngsoo;Lee, Lijung;Kim, Yongjoo
    • Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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    • 2017.04a
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    • pp.11-11
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    • 2017
  • 지속적인 고령화 추세에 따라 여성과 고령층의 노동력이 차지하는 비율이 높아지고 있어, 사용하기 편리한 소형농기계의 요구가 증가하고 있는 실정이다. 본 연구에서 사용한 소형 관리기는 정식 작업 전 경운, 정지 등 다양한 작업이 가능한 농기계이다. 본 연구에서는 소형 관리기에 토크 측정 시스템을 구성하였으며, 작업 중 가장 큰 부하를 받는 구굴 작업 부하를 측정하였다. 또한, 작업 시 가장 직접적으로 영향을 받는 PTO (Power Take Off) 기어의 부하 용량(load capacity)을 기어 해석 소프트웨어를 이용하여 분석하였다. PTO 기어의 부하 용량은 안전율, 피로수명을 대상으로 평가하였다. 측정된 부하 데이터는 변동 하중이므로, 부하 크기와 빈도수의 규칙적인 신호로 단순화하기 위하여 레인플로우 카운팅 방법을 사용하였으며, SWT (Smith-Watson-Topper) 방법을 이용하여 공칭 토크를 계산하였다. PTO 기어의 안전율은 ISO 6336, 피로 수명은 마이너 법칙(Miner rule)을 이용하여 계산하였다. PTO의 변속 단수 총 2단이며, 5개의 스퍼 기어로 구성되어 있다. 시뮬레이션 결과, 소형 관리기의 주행 속도 또는 PTO의 회전속도 증가에 따라 PTO에서 발생하는 평균 부하가 크게 나타났다. 또한 주행 단수 및 PTO 기어 단수가 증가할수록 기어의 안전율과 피로 수명이 감소하였으며, 특히 PTO 기어의 안전율은 접촉 응력에서의 안전율보다 굽힘 응력에서의 안전율이 급격하게 감소하였다. 소형 관리기의 PTO 수명은 주행 단수 2단, PTO 단수 2단 일 때 가장 적게 나타났다. 따라서 소형 관리기의 주행 속도와 PTO 회전 속도를 저속으로 작업하는 것이 PTO 기어의 수명에 더 유리할 것으로 판단된다.

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Behavior of the Crack Initiation, Transition and Fatigue Crack Growth of Rail Steel (레일강의 균열발생·천이 및 피로균열진전거동)

  • Lee, Jong Sun;Kang, Ki Weon;Choi, Rin;Kim, Jung Kyu
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.11 no.1 s.38
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    • pp.33-42
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    • 1999
  • In the present study, crack initiation criteria, static failure and tensile mode fatigue behavior for a rail steel are evaluated to assure the railway vehicle's safety. The transverse fissure, which is the most critical damage in the rail, is initiated by the maximum shear stress and its location is subsurface. In addition, the possibility of transition from the shear mode to the mixed mode increases with increasing the length of subsurface crack. Because of the brittleness by the welding, the fracture toughness of the welded part is lower than of the base metal. For low ${\Delta}K$, the stage II fatigue crack growth rates of the welded part is slower than of the base metal but, for high ${\Delta}K$, this different behavior for fatigue crack growth rate is nearly diminished. These trends are more remarkable for low stress ratio, R=0.1. It is believed that this behavior is caused by the change of the microstructure which that of the welded part is coarser than of base metal.

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Contact Fatigue Life Prediction under Elliptical Elastohydrodynamic Lubrication (타원접촉 EHL 상태에서의 접촉피로수명 예측)

  • Kim, Tae-Wan;Lee, Sang-Don;Koo, Young-Pil;Cho, Yang-Joo
    • Tribology and Lubricants
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    • v.22 no.6
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    • pp.320-328
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    • 2006
  • In this study, the simulation of rolling contact fatigue based on stress analysis is conducted under Elastohydrodynamic Lubrication state. To predict a crack initiation life accurately, it is necessary to calculate contact stress and subsurface stresses accurately. Contact stresses are obtained by contact analysis of a semi-infinile solid based on the use of influence functions and the subsurface stress field is obtained using rectangular patch solutions. And a numerical algorithm using Newton-Rapson method was constructed to calculate the Elastohydrodynamic lubrication pressure. Based on these stress values, several multiaxial high-cycle fatigue criteria are used and the critical loads corresponding to fatigue limits are calculated.

Sliding Contact Analysis between Rubber Seal, a Spherical Particle and Steel Surface (시일과 스틸면 사이에 구형 입자가 있는 미끄럼 접촉 해석)

  • Park, Tae-Jo;Lee, Jun-Hyuk
    • Tribology and Lubricants
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    • v.28 no.1
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    • pp.1-6
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    • 2012
  • In this paper, a three elastic body sliding contact problem is modeled to investigate more precise wear mechanisms related with the sealing surface. A 3-D finite element contact model, a small spherical elastic particle, PTFE seal and steel surface, is solved using a nonlinear finite element code MARC. The deformed seal and steel surface shapes, von-Mises and principal stress distributions are obtained for different seal sliding distances. The entrapped small particle within PTFE seal results in very high stresses on the steel surface which exceeded its yield strength and produce plastic deformation such as groove and torus. The sealing surface could also be worn down by sub-surface fatigue due to intervening small particles together with the well-known abrasive wear. Therefore the proposed contact model adopted in this paper can be applied in design of various sealing systems, and further studies are required.

탄성유체윤활이론을 적용한 볼 베어링 역학

  • 최동훈
    • Journal of the KSME
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    • v.29 no.3
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    • pp.261-269
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    • 1989
  • 볼 베어링의 성능에 중요한 영향을 미치는 볼 베어링 특유의 기하학적 형상, 탄성론에 근거한 볼과 궤도륜 사이의 접촉역학 및 구름접촉을 위한 탄성 유체윤활이론을 소개한 후, 축방향 하 중하에서 고속으로 회전하고 있는 볼 베어링의 해석방법을 기술하였다. 소개된 해석 방법이 완박한 것은 아니며, 보다 엄밀한 해석을 위하여 마찰열에 의한 온도상승의 영향을 고려하여야 할 것이다. 또한 해석 결과를 얻기 위하여 효율적인 수치 계산법을 적용한 볼 베어링 해석을 위한 결과를 얻기 위하여 효율적인 수치 계산법을 적용한 볼 베어링 해석을 위한 전용 소프트 웨어를 개발하여야 한다. 외국에서는 이와 같은 컴퓨터 프로그램이 사용되고 있으나, 우리도 독자적으로 전용 소프트웨어를 개발함으로써, 외국의 소프트웨어를 도입하였을 때의 한계를 피 하고, 다양한 응용예마다 가장 효율적인 해석을 할 수 있는 유연성을 가질 필요가 있다고 생각 한다. 구조물 최적설계를 위하여 유한요소 해석 프로그램을 이용하듯이, 이와 같은 전용 해석 소프트웨어를 사용하여 볼 베어링의 최적설계를 할 수 있을 것이다.

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Effects of Metal Removal on Contact Fatigue Life (접촉표면 제거가 접촉피로수명에 미치는 영향평가)

  • Seo Jung-Won;Hur Hun-Mu;Kwon Suk-Jin;Goo Byeong-Choon
    • Proceedings of the KSR Conference
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    • 2004.10a
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    • pp.692-697
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    • 2004
  • Damage often occurs on the surface of railway wheel by wheel-rail contact fatigue. It should be removed before reaching wheel failure, because wheel failure can cause derailment with loss of life and property. The increase or decrease of the contact fatigue life by the metal removal of the contact surface were shown by many researchers, but it has not explained precisely why fatigue life increases or decreases. In this study, the effect of metal removal depth on the contact fatigue life for railway wheel has been evaluated by applying finite element analysis. It has been revealed that the residual stress and the plastic flow are the main factors determining the fatigue life. Finally, the contact fatigue life according to metal removal has been estimated.

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Evaluation of the proximal contact and comparison of methods for measuring in normal dentition (건강한 자연치열에서 인접면 접촉의 평가 및 측정방법에 따른 비교분석)

  • Ji-Eun Kim;Cheong-Hee Lee
    • The Journal of Korean Academy of Prosthodontics
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    • v.61 no.3
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    • pp.198-203
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    • 2023
  • Purpose. The aim of this study was to evaluate the proximal contact with a dental floss compared to a celluloid strip and a metal strip in normal dental arch and investigate what the most effective method for measuring is. Materials and methods. The subjects of this study was consisted with 20 healthy adults (10 males and 10 females) who had normal dentition. A dentist with more than 5 years of clinical experience evaluated the proximal contacts using a dental floss method, a celluloid strip method, and a metal strip method. Statistical analysis were performed by the use of Mann-Whitney U test. A P-value < .05 was considered statistically significant in all analysis. In addition, in the evaluation of proximal contact using a dental floss, the measurement of proximal contact using a celluloid strip and a metal strip was compared. Results. 80 % of all proximal contact was proper. Proper proximal contact was observed at the posterior area compared to the anterior area (P < .05). And male had proper proximal contact at the anterior area, female had proper proximal contact at the posterior area (P < .05). The consistency analysis between the results of the celluloid strip and the metal strip experiment on the results obtained from the floss using the consistency scale Kappa index shows that using celluloid strip is more advantageous than using the metal strip. Conclusion. Only 80% of all proximal contact was proper. Using celluloid strips with various thickness for evaluating of proximal contact is considered to be helpful for accurate measuring of proximal contact.

The Fatigue Crack Initiation Life under the Rolling Contact of Rough Surfaces using Critical Plane Approach (임계평면법을 이용한 거친 표면의 구름접촉시 피로균열 시작수명)

  • 설광조;김태완;조용주
    • Tribology and Lubricants
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    • v.19 no.1
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    • pp.26-30
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    • 2003
  • The stresses of surface and substrate under the rough surface contact are irregular. Using rainflow counting method for irregular stresses, the fatigue surface crack initiation lift was calculated. With the surface generated by computer, this paper figures out the random load generated by contacting to the rough surface, analyzes the stress of its subsurface, and calculates the fatigue crack initiation life of the rough surface fatigue theory.

타원계 비원형기어(엽형)의 설계에 관한 연구

  • 고윤호;최상훈
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 1993.10a
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    • pp.622-626
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    • 1993
  • 비원형기어의 기본적인 특징을 몇 가지 소개하고자 한다. 첫째, 간소한 기구로서 소형화할 수 있고, 둘째, 임의의 부동속 회전 전달을 얻을 수 있으며, 셋째, 맞물린 치면의 미끄럼접촉이 적기 때문에 마모피로가 적고 넷째, 고부하 전달이 가능하다는 장점들이 있다. 본 연구의 목적은 링크, 캠과 같은 동일한 용도에서 사용되는 다른 여러 기구에 비해 많은 이점을 가지고 있는 적합한 타원계 비원형기어(엽형)에서 편평도의 변화에 따른 피치라인을설계하고, 각속비 및 편평도에 따른 형상과 길이의 변화, 물림압력각, 곡률반경등의 연구를 바탕으로 스퍼형과 헬리컬형의 타원계 엽형로타를 AOTOCAD의 script, 3dace를 이용하여 Computer Simulation를 통해 도형화한다.

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