• Composites Research
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• v.36 no.3
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• pp.141-153
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• 2023

This review paper presents an introduction of contact mechanics and rubber friction theory for sliding friction of elastomer composites in contact with rough surfaces. Particularly, Klüppel & Heinrich theory considers the self-affine (or fractal) characteristic for rough surfaces to predict adhesion and hysteresis frictions of elastomers based on the contact mechanics of Greenwood & Williamson. Due to dynamic excitation process of elastomer composites while sliding in contact with multiscale surface roughness (or asperity), viscoelastic properties in a wide frequency range becomes major contributor to friction behaviors. A brief description and examples are provided to construct a viscoelastic master curve considering nonlinear viscoelasticity of elastomer composites. Finally, application of rubber friction theory to tire tread compounds in traction with road surfaces is discussed with several experimental and theoretical results.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.14 no.3
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• pp.554-570
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• 1990

he rolling contact behaviors between a smooth ball and a flat rough surface under dynamic load are intricately affected by many factors, such as the diameter of a ball, normal load and the roughness of a flat surface etc. Accordingly, the experimental study is done to find them on the base of elastic hysteresis loss as theoretical approach is very difficult. The experimental apparatus composed of damped-free vibration system is used. This paper investigates the damping characteristics on the rolling contact area through rolling friction force and logarithmic decrement versus displacement obtained in accordance with the variations of those factors, and presents a new experimental method to find out contact width using the relations of logarithmic decrement and rolling friction force with displacement.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.31 no.2
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• pp.174-180
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• 2011

Nondestructive surface imaging of elastic characteristic and mechanical property has been studied on nanoscale surface with ultrasonic AFM. Resonance frequency variation of cantilever is theoretically analyzed with respect to contact mechanics as well as experimentally measured. The contact resonance frequency is calculated theoretically using the spring-mass and Herzian model in accordance with the resonance frequency of UAFM cantilever measured experimentally. Consequently, the topography and amplitude images could be obtained successfully and the elastic characteristic at the nanoscale surface was evaluated qualitatively by amplitude signals.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.30 no.2
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• pp.132-138
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• 2010

Vibro-contact of cantilever tip is studied with respect to contact mechanics and an elastic characteristic of nanoscale surface is imaged. The contact resonance frequency is calculated theoretically using the spring-mass and Herzian models, and the variation of resonance frequency of cantilever was analyzed when the cantilever was free and contact. The elasticity imaging was also achieved successfully using phase and amplitude signals obtained from the spheroidized steel specimens by prototype ultrasonic AFM.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1994.06a
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• pp.56-64
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• 1994

탄성유체윤활 (elastohydrodynamic lubrication : EHL)이론은 구름 베어링, 기어 및 캠기구 등과 같이 집중 하중을 받는 기계 요소에서의 윤활 현상을 설명하는 이론으로서, 윤활부분에서 금속 접촉이 발생하지 않도록 기계요소를 설계하기 위하여 필요한 최소유막두께를 결정하는 데 사용된다. 그리이스는 대표적인 윤활제로서 구름 베어링의 윤활에 있어서 중요한 위치를 점하고 있다. 현재 집중 하중을 받는 기계 요소의 윤활에는 윤활 구조의 간편화, 보수의 용이성, 먼지나 이물의 침입 방지 등에 유리한 그리이스 윤활의 사용이 확대되고 있다. 현재 전동기, 가정용 전기기기, 측정기 등에 쓰이는 구름 베어링의 경우는 거의 전량 그리이스 윤활이 사용되고 있다. 지금까지의 연구는 유동특성상의 복잡성 때문에 무한장 선접촉 등온 EHL 문제에 대한 해석이었고, 아직까지는 그리이스 윤활 TEHL 해석에 관한 연구는 발표된 바 없다. 본 연구에는 Herschel-Bulkley 모델 그리이스 EHL문제를 열탄성유체윤활해석하여 보다 정확한 접촉부의 압력분포와 유막형상을 예측하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1996.11b
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• pp.487-493
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• 1996

판(leaf)의 너비가 일정하고 두께가 균일하게 감소하는 두께감소 홀다운스프링집합체(Tapered-Thickness Holddown spring Assembly ; TT-HDS)에서 단순 보 이론과 Castigliano의 정리를 이용하여 TT-HDS의 탄성강성도를 해석적으로 구할 수 있도록 종래에 유도되었던 탄성강성도 평가식을 수정하고 확장하였으며 TT-HDS의 기하학적 설계자료를 이용하여 탄성강성도를 평가하였다. 아울러 ANSYS code 의 접촉요소를 이용하여 TT-HDS을 유한요소 모델링하여 탄성강성도를 수치적으로 평가하였다. 평가 결과 전단력 및 축력이 TT-HDS의 탄성강성도에 미치는 영향은 약 0.09∼0.16%정도로서 TT-HDS의 탄성강성도는 주로 굽힘모우멘트에 의해 지배되고 있음이 확인되었다. 또한 접촉요소로 유한요소 모델링하여 평가한 결과는 확장된 평가식으로 평가한 탄성강성도와 매우 잘 일치하고 있음을 발견하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Emotion and Sensibility Conference
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• 1998.11a
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• pp.261-266
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• 1998

손끝으로 물건을 문지르거나 잡아 질감을 느끼는 경우 나타나는 현상을 Hertzian 접촉이론을 응용하여 수학적인 모델링을 하였다. 물체표면에 손끝이 접촉하여 눌려지게되면 변형이 일어나게 되고 변형된 모양과 정도에 따라 촉감을 느끼게 .된다. 손끝은 점탄성체로서 누르는 변위에 따라 탄성계수와 점성계수 값이 비선형으로 변하게 되는 현상을 이론과 실험을 통하여 연구하였다. 특히 손끝이 직물을 누를 때 나타나는 현상을 측정하여 질감표현과의 관계를 분석하였다.

• 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.

• Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
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• v.3 no.1
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• pp.198-206
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• 2000

The transmission load of gear devices is important factor in the design of gear system. To design gear system precisely, an analysis and calculation methods for transmission load of gears are demanded. The purpose of this study is to develop a computer program for analyzing tooth load sharing of a spur gear system by means of the contact theory. In this paper, load transmission characteristics is identified with elastic contact problem which is assumed to quasi-static equilibrium. The modeling of spur gear tooth is accomplished by application of I-DEAS.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.16 no.9
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• pp.1615-1626
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• 1992

In this study, vibrations and resulting acoustic radiations from an elastic beam impacted by a steel ball were studied theoretically and experimentally. First the transverse vibrations of free-free elastic beams are analysed with modal analysis technique. The impact forces are modeled with the Hertz's theory and the contanct duration is compared with the measured values. Also the calculated beam vibrations are verified with the experimental results. Then the acoustic radiations due to the beam vibration are studied numberically and experimentally. The acousticpressure is calculated assuming the beam has an elliptical cross-section. The predicted acoustic pressure is compared with the measured value. It was found that both the predicted beamvibrations using the Hertz's theory and the estimated acoustic pressure under the assumption of an elliptical cross- section are in very good agreements with the measured values.