• Composites Research
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• 제16권1호
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• pp.50-57
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• 2003

저속충격을 받는 복합적층판의 충격거동을 해석하기 위하여 많은 연구자들이 수정된 Hertz의 접촉법칙이나 실험적으로 구한 정적압입법칙을 사용하여 왔다. 본 연구에서는 이들이 사용했던 충격해석방법에 대만 물리적 의미를 고찰하였으며, 두 법칙의 차이가 실제로 적층판의 충격거동해석에 미치는 영향을 고찰하였다. 나아가 접촉법칙에 사용되는 접촉상수 및 지수의 크기를 임의로 변경하여 해석함으로써 접촉법칙이 충격거동해석의 결과에 미치는 영향을 살펴보았다. 최종적으로 선형화된 접촉법칙을 적용하여도 충격거동해석을 정확히 수행할 수 있음을 보였다. 이 개념을 응용하면 충격문제해석을 위한 부가적인 프로그램 개발 없이 범용 유한요소해석 프로그램으로도 복합적층판의 저속충격거동을 해석할 수 있음을 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권9호
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• pp.480-485
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• 2017

저널 베어링인 선미관 후부 베어링의 후방부에 발생하는 발열 사고는 프로펠러 하중이 추진축을 처지게 하여 후방부에 과도한 국부압착압력이 작용하는 것이 주된 원인이다. 선미관 베어링의 라이닝 재료로 사용되는 화이트 메탈보다 영률이 훨씬 작은 재료를 사용한다면 축과의 접촉 면적을 크게 함으로써 발열 사고의 원인이 되는 국부압착압력의 저감이 가능할 것이다. 본 연구의 목적은 영률이 작은 재료로 만들어진 베어링 제품의 적용에 앞서, 축계 해석을 통해 새로운 제품 적용시의 압착압력 분포특성을 파악하고 허용 압력을 결정하는데 있다. 국부압착압력의 계산에 있어서는 접촉 너비를 따라 반 타원형상의 압력 분포를 가정한 Hertzian 접촉 조건을 도입하였으며, 엔진 가동 상태의 프로펠러 하중, 열 효과 및 선체 변형을 고려하였다. 해석 결과를 통해 영률이 작은 제품은 기존 제품을 적용한 실적선에 비해 국부압착압력의 상당한 저감이 가능함을 확인하였고, 또한 하중 조건이 바뀌더라도 압력 분포의 변화가 작아 강건 설계가 가능한 장점이 있음을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 제시되는 제품의 성능 사양을 제조사가 보장한다면 영률이 작은 제품의 적용이 가능하리라 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.135-139
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• 2017

VLCC 추진축계의 선미관 후부 베어링에서 주로 발생하는 발열 사고는 프로펠러 하중이 추진축을 처지게 하여 후방부에 과도한 국부압착압력이 작용하는 것이 주된 원인이다. 최근 VLCC는 엔진 출력이 크고 축 직경이 증가하는 반면 선미관전부 베어링과 후부 베어링 사이의 간격이 상대적으로 짧아져 축계 시스템의 유연성이 저하되는 경향이 있으며, 이로 인해 발열 사고 가능성에 대한 우려가 커지고 있다. 본 연구에서는 선체의 변형에 대한 축계의 유연성을 확보하기 위한 방안으로 선미관 전부 베어링을 삭제하고 선미관 후부 베어링만을 설치한 새로운 축계 시스템의 적용 가능성을 검토하였다. 국부압착압력의 계산에 있어서는 접촉 너비를 따라 반 타원 형상의 압력 분포를 가정한 Hertzian 접촉 조건을 도입하였으며, 엔진 가동 상태의 프로펠러 하중, 열 효과 및 선체 변형을 고려하였다. 제안된 축계 시스템에 대한 해석을 통해 선미관 후부 베어링의 축 접촉면 재료인 화이트 메탈에 부분 경사를 추가 시공함으로써 설계 요구 조건이 만족됨을 확인하였다. 제안된 축계 시스템의 적용을 통해 발열 사고 예방을 위한 축계 유연성 확보 뿐 만 아니라 시스템의 단순화를 통한 설치비용의 감소 등 부가적인 효과도 기대할 수 있다.

• 대한기계학회논문집
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• 제8권6호
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• pp.591-598
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• 1984

본 논문에서는 고체상호간 미끄름접촉에 의해 발생하는 진동과 소음의 특성을 조사하기 위해서 실험과 이론해석을 행하였다. 미끄름접촉과 관련된 소음에는 brake squeal 혹은 wheel screech등과 같이 stick-slip 형태의 동적 불안정 상태와 관련이 있는 squeal noise와, 겉보기로 동적 안정 상태에 있으나 미끄름접촉면간에 내재하는 미끄름접촉 고유의 불규칙한 동특성에 기인하여 발생하는 rubbing noise가 있다. 본 연구의 대상은 보다 기본적인 형태인 후자에 한한다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.253-263
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• 2012

With the local Hertz deformation on the contact point, the dynamic contact between a high-speed wheel and an elastic beam having a gap is numerically analyzed by solving the whole equations of motion of the wheel and the beam subjected to the contact condition. For the stability of the time integration the velocity and acceleration constraints as well as the displacement constraint are imposed on the contact point. Especially the acceleration contact condition on the gap is formulated, and it is demonstrated that the contact force variation computed by the velocity contact constraint or by the acceleration contact constraint agrees well with that computed by the displacement contact constraint. The numerical examples show that, when the wheel passes on the gap, the solution is governed by the stiffness of the local Hertzian deformation.

• Tribology and Lubricants
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• 제25권5호
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• pp.335-341
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• 2009

Elastohydrodynamic lubrication (EHL) analysis shows that film thickness is very flat in the contact area and pressure distribution is somehow similar to that of Hertzian contact pressure except the outlet region with pressure spike. These typical patterns of EHL film thickness and pressure are the cases under the steady contact conditions of applied loads and speeds. However, many engineering contacts are rather under the conditions of varying loads and contact speeds, and therefore the predictions for endurance life and performance of machine elements with steady EHL analysis are not suitable in many occasions. This study shows the differences in film thickness formation and pressure distribution between steady and transient contact conditions in several contact cases.

• 한국기계가공학회지
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• 제9권4호
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• pp.59-65
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• 2010

This paper presents the study on the contact stress analysis of a pair of mating spur gears during rotation. Contact stress analysis is performed between two spur gear teeth at different contact positions during rotation. An example is presented to investigate the variation of contact stress on a pair of mating gears with contact positions. The variation of contact stress during rotation is compared with the contact stress at lowest point of single tooth contact(LPSTC) and AGMA Equation for contact stress. The results show that contact stress varies along the contact position and gets maximum values in the beginning and end of the contact. In this study, the gear design considering the contact stress on a pair of mating gears is more severe than that of AGMA standard.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.686-689
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• 2003

Many technologies are applied to the measurement of elastohydrodynamic lubrication (EHL) film thickness. In particular, optical in-situ interferometric method has many advantages in making the actual contact behaviors realized with the experimental apparatus. Careful selection of incident lights greatly enhances the fringe resolution up to nanometer scale by using image processing technology. In this work, it is found that dichromatic incident light can provide much finer resolution of EHL film thickness than monochromatic incident light, because it has much more variables of color components to be discriminated among the wavelengths of colors according the variations of EHL film thickness. Some simulated interferometric images are shown how the film thickness is resolutionized in nanometer scale

• 대한기계학회논문집A
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• 제23권11호
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• pp.2033-2039
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• 1999

One of the main causes of severe wear or crack initiation in wheel and rail is the contact stress due to wheel-rail contact. In this paper, the shape design based on more reasonable contact stress analysis rather than a general Hertzian contact theory is investigated in order to reduce the contact stress. The optimal design is performed using the simple 2-D finite element model and its results are verified by 3-D finite element analysis.

• 소음진동
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• 제8권4호
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• pp.616-622
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• 1998

An analytical method has been developed to estimate the dynamic contact force between wheel and rail when trains are running on rail with vertical irregularities. In this method, the effect of Hertzian deformation at the contact point is considered as a linearized spring and the wheel is considered as an sprung mass. The rail is modelled as a discretely-supported Timoshenko beam, and the periodic structure theory was adopted to obtain the driving-point receptance. As an example, the dynamic contact force for a typical wheel/rail system was analysed by the method developed in this research and the dynamic characteristics of the system was also discussed. It is revealed that discretely-supported Timoshenko beam model should be used instead of the previously used continuously-supported model or discretelysupported Euler beam model, for the frequency range above several hundred hertz.