• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.37 no.3
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• pp.345-352
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• 2013

In this research, a study on stress shape functions was conducted to analyze the contact stress problem by using a hybrid photoelasticity. Because the contact stress problem is generally solved as a half-plane problem, the relationship between two analytical stress functions, which are compositions of the Airy stress function, was similar to one of the crack problem. However, this relationship in itself could not be used to solve the contact stress problem (especially one with singular points). Therefore, to analyze the contact stress problem more correctly, stress shape functions based on the condition of two contact end points had to be considered in the form of these two analytical stress functions. The four types of stress shape functions were related to the stress singularities at the two contact end points. Among them, the primary two types used for the analysis of an O-ring were selected, and their validities were verified in this work.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1986.11a
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• pp.47-51
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• 1986

로울러 베어링의 로울러는 길이방향으로 적당하게 Profiling하여 양단부에서 발생하는 응력집중을 줄이고 있다. 로울러와 레이스간의 접촉을 단순한 탄성접촉문제로 해석하는 경우에는 유막의 개념이 없어서 로울러와 레이스 사이의 압력분포와 유막형상을 정확하게 나타내기가 어려우므로 탄성변형과 압력에 따른 윤활유의 점도 변화를 고려한 탄성유체윤활(EHL)해석이 필요하다. 대부분의 해석은 무한장 로울러로 취급하는 것이 보통이며 실제의 로울러에 해당하는 유한한 길이의 선접촉 EHL 해석은 Mostofi & Gohar 및 Kuroda & Arai의 해석 정도이나 각각은 수렴하중이 작거나 로울러의 길이가 아주 짧은 경우에 해당한다. 본 연구에서는 FDM과 Newton-Raphson method를 이용하여 길이가 유한한 실제 크기의 Profiled 로울러에 대한 EHL상태에서의 압력분포와 유막형상을 보다 하중이 온 경우에 대해서 구하고자 한다.

• 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.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.13 no.1
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• pp.1-8
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• 1989

A general and efficient algorithm is proposed for the analyses of multibody elastic contact problems. It is presumed that there exists negligible friction between the bodies. It utilizes a simplex type algorithm with a modified entry rule and incoporates finite element method to obtain flexibility matrices for arbitrarily shaped bodies. The multibody contact problem of a vehicle support on an elastic foundation is considered first to show the effictiveness of the suggested algorithm. Its solution is compared favorably with the existing solution. A contact problem among inner race, rollers and outer race is analyzed and the distribution of load, rigid body movements and contact pressure distributions are obtained. The trend of contact characteristics is compared with that of the idealized Hertzian solutions for two separate two-body contact problems. The numerical results obtained by directly treating a multibody contact are believed to be more exact than the Hertzian solution for the idealized two separate two-body contact problems.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.24 no.2
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• pp.121-131
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• 2011

An object oriented programming(OOP) framework is presented to solve plane elastostatic contact problems by means of the boundary element method(BEM). Unified modeling language(UML) is chosen to describe the structure of the program without loss of generality, even though all implemented codes are written with C++. The implementation is based on computational abstractions of both mathematical and physical concepts associated with contact mechanics involving geometrical nonlinearities and the corner node problems for multi-valued traction. The overall class organization for contact analysis is discussed in detail. Numerical examples are also presented to verify the accuracy of the developed BEM program.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.43-46
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• 2009

열탄성 부영역, 열탄점소성/손상 부영역, 공유면, 접촉 공유면에 기반을 둔 영역/경계 분할법을 적용하여 재료 비선형성을 갖는 열탄점소성 손상 문제와 경계 비선형성을 갖는 접촉 문제의 효율적인 해석을 제안하였다. 영역 및 경계 분할에 관련된 공유면 및 접촉 공유면에서의 연속 구속 조건을 처리하기 위하여 간단한 벌칙 함수 기법을 적용하였다. 결과적으로 재료 및 경계 비선형성은 소수의 부영역과 접촉 경계면에서 계산되는 유한요소 행렬들에 국한된다. 따라서 적절한 해석 알고리듬을 구성하면 대폭적인 효율성 향상이 가능하게 된다. 대변형과 같은 기하학적 비선형성은 고려하지 않았으며, 간단한 수치 실험을 통해서 열탄점소성 손상 및 접촉 해석의 효율성에 관련된 기본적인 특성을 분석하였다.

• Journal of the Korea Convergence Society
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• v.9 no.1
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• pp.283-289
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• 2018

In automotive disc brake systems, frictional heat is not uniformly dispersed for reasons such as heat flux and thermal deformation. The thermoelastic deformation due to the frictional heat affects the contact pressure distribution and the contact load may be concentrated on the contact portion on the the disc brake surface, resulting in thermoelastic instability. In this study, thermal analysis and thermal deformation analysis considering the contact between disk and pad occurred during braking through 3D axial symmetry model with reference to the experimental equation and Kao's analysis method of contact pressure of disk and pad. ANSYS is used to analyze the thermal and elastic instability problems occurring at the contact surface between the disk and the pad, considering both the thermal and mechanical loads. A 3D axisymmetric model with direct contact between the disk and the pad was constructed to more accurately observe the thermal behavior of the disk by observing the frictional surface temperature, thermal deformation and contact thermal stress of the disk.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.2 no.3
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• pp.69-77
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• 1978

스폿 용접 기구를 탄성체로 생각하여 접촉 응력과 용접봉의 최적 형상을 구하였다. 접촉 응력은 2차 계획법 문제로 바꾸어 해석하였고, 이에 필요한 용접봉과 피용접판의 Flexibility matrix 들은 유한 요소법의 프로그램인 SAPIV 를 사용하였다. 최애 접촉 응력을 최소로 하는 용접봉의 형상설계를 위해 축차적인 선형 계획법을 적용하고 특정한 경우의 해를 도시하였다. 최적의 용접봉 모양은 중심부가 오목하고 가장자리 부분이 볼록한 형태로 나타났다.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1991.06a
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• pp.55-59
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• 1991

실중적으로 하중을 받는 선접촉부의 윤활명성은 johnson chart, 또는 Hooke의 Chart에서 나타난바와 같이 강체$\cdot$점도일정명감 (Rigid-Isovicosity region), 점도변화 명성 (Elasticity-Variable Viscosity Region), 탄성체$\cdot$점도일정명성 (Elasticity-Isoviscosity Region)으로 분산 되어지는데 명성내에서 2차원 선접촉의 경우 탄성 파라메터 ge가 적고 점성 파라미터 gv가 큰 Tribology적인 실제 문제가 많은데 비하여 이 점성에서의 윤활특성에 관한 수치적인 Simulation이나 실험적인 보고가 거의 없는 실정이다. 예를들면 engine의 Piston Ring과 Cylinder 간의 윤활, Vane 식의 유압펌프등에서 볼수 있는 습동부의 윤활, Rotary Engine의 Rotor 선단부분, Rotary Compressor의 Rotor와 stator간의 상대운동 점성에서 나타나는 Tribology적인 점성은 대부분이 강체$\cdot$점도 변화점성이거나 그에 바로 인접한 탄생체$\cdot$점도 변화의 초기 점성에 분포하고 있다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.22 no.2
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• pp.153-161
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• 2009

A domain/boundary decomposition method is applied for efficient analyses of thermo-elasto-viscoplastic damage and contact problems under the assumption of infinitesimal deformation. For the decomposition of a whole domain and contact boundaries, all the equality constraints on the interface and contact interfaces are restated with simple penalty functional. Therefore, the non-linearity of the problem is localized within finite element matrices in a few subdomains and on contact interfaces. By setting up suitable solution algorithms, the computational efficiency can be improved considerably. The general tendency of the computational efficiency is illustrated with some numerical experiments.