• 제목/요약/키워드: JKR 모델

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접촉모델에 따른 AFM 팀의 배선형 동역학 비교 (Nonlinear Dynamics of AFM Tip with Different Contact Models)

  • 홍상혁;이수일;이장무
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2004년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.73-76
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    • 2004
  • Tapping mode atomic force microscopy (TM-AFM) utilizes the dynamic response of a resonating probe tip as it approaches and retracts from a sample to measure the topography and material properties of a nanostructure. We present recent results based on numerical techniques that yield new perspectives and insight into AFM. It is compared that the dynamic models including van der Waals and Derjaguin-Muller-Toporov(DMT) or Johnson-Kendall-Roberts(JKR) contact forces demonstrates that periodic solutions can be represented with respect to the approach distance and excitation frequency.

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입자 패킹 공정에 대한 접촉모델별 이산요소법 해석 (Analysis of Particle Packing Process by Contact Model in Discrete Element Method)

  • 유재희;박준영
    • 한국기계가공학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.59-65
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    • 2019
  • In many industries, particle packing is adopted quite frequently. In the particle packing process, the Discrete Element Method (DEM) can analyze the multi-collision of particles efficiently. Two types of contact models are frequently used for the DEM. One is the linear spring model, which has the fastest calculation time, and the other is the Hertz-Mindlin model, which is the most frequently used contact model employing the DEM. Meanwhile, very tiny particles in the micrometer order are used in modern industries. In the micro length order, surface force is important to decreased particle size. To consider the effect of surface force in this study, we performed a simulation with the Hertz-Mindlin model and added the Johnson-Kendall-Roberts (JKR) theory depicting surface force with surface energy. In addition, three contact models were compared with several parameters. As a result, it was found that the JKR model has larger residual stress than the general contact models because of the pull-off force. We also validated that surface force can influence particle behavior if the particles are small.

보 접착 모델을 이용한 게코 접착 시스템의 접착 메커니즘에 대한 연구 (A Study of Adhesive Mechanism of Gecko Adhesion System using Adhesive Beam Contact Model)

  • 김원배;조맹효
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제23권4호
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    • pp.403-407
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    • 2010
  • 게코 접착 시스템은 보(beam)의 형상을 가지는 seta와 접착패드 역할을 하는 spatula로 구성된다. 본 논문에서는 보 접착 모델(ahhesive beam contact model)을 사용하여 게코(gecko) 접착 시스템의 접착 메커니즘의 해석을 수행한다. 보 접착 모델은 접촉면에서 불균일한 응력 분포를 가지는 특징이 있으며, 접촉면에서의 최대 인장 응력(tensile stress)에 의하여 접착/분리 메커니즘이 결정된다. 접착패드 역할을 하는 spatula는 최대 인장응력을 감소시키는 역할을 하며, 이로 인해 접착력이 증가한다. 역방향 하중에 대해서는 spatula에 의하여 최대 압축 응력(compressive stress)이 감소하며, 이러한 현상에 의하여 접착력과 분리력의 비대칭성이 발생한다. 본 연구에서는 보 접착 모델의 해석을 위해 유한요소법(Finite Element Method)을 사용되며, spatula effect를 위한 해석 결과가 제시된다.

응착이론을 이용한 마이크로/나노스케일 접촉에서의 응착특성 규명 및 개선에 관한 연구 (A Study on identification and improvement of adhesive quality using adhesive theory at micro/nano scale contact)

  • 김규성;윤준호
    • 전자공학회논문지 IE
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    • 제44권3호
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    • pp.42-50
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    • 2007
  • 거칠기를 고려한 응착모델들에 있어서 탄성 응착 지수와 소성 응착 지수가 중요한 매개변수이며, 본 논문에서는 매개 변수를 변화시켜 무차원화 된 하중과 분리힘의 특성을 시뮬레이션 하고 분석하였다. AFM을 이용하여 실험 샘플의 표면 거칠기 관련 특성 값들을 얻었으며, 이를 이용하여 상호작용을 고려한 경우와 고려하지 않은 경우의 분리힘을 계산하였다. 계산된 분리힘들을 팁과 샘플 표면 사이의 측정된 분리힘과 비교하였고, 이를 통하여 표면 거칠기 돌기의 상호작용으로 인한 변형이 응착 특성에 중요한 영향을 미치는 인자임을 알 수 있었다.

이산요소법-다물체동역학 연성해석 모델을 활용한 로타리 경운작업 시 표면 에너지에 따른 PTO 소요동력 예측 (Prediction of PTO Power Requirements according to Surface energy during Rotary Tillage using DEM-MBD Coupling Model)

  • 배보민;정대위;안장현;최세오;이상현;성시원;김연수;김용주
    • 드라이브 ㆍ 컨트롤
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    • 제21권2호
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    • pp.44-52
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    • 2024
  • In this study, we predicted PTO power requirements based on torque predicted by the discrete element method and the multi-body dynamics coupling method. Six different scenarios were simulated to predict PTO power requirements in different soil conditions. The first scenario was a tillage operation on cohesionless soil, and the field was modeled using the Hertz-Mindlin contact model. In the second through sixth scenarios, tillage operations were performed on viscous soils, and the field was represented by the Hertz-Mindlin + JKR model for cohesion. To check the influence of surface energy, a parameter to reproduce cohesion, on the power requirement, a simple regression analysis was performed. The significance and appropriateness of the regression model were checked and found to be acceptable. The study findings are expected to be used in design optimization studies of agricultural machinery by predicting power requirements using the discrete element method and the multi-body dynamics coupling method and analyzing the effect of soil cohesion on the power requirement.