• 제목/요약/키워드: Reciprocating Motion

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Biomimetically Engineered Polymeric Surfaces for Micro-scale Tribology

  • Singh R. Arvind;Kim Hong-Joon;Kong Ho-Sung;Yoon Eui-Sung
    • KSTLE International Journal
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    • 제7권1호
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    • pp.14-17
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    • 2006
  • In this paper, we report on the replication of surface topography of natural leaf of Lotus onto thin polymeric films using a capillarity-directed soft lithographic technique. PDMS molds were used to replicate the surface. The replication was carried out on poly(methyl methacrylate) (PMMA) film coated on silicon wafer. The patterns so obtained were investigated for their friction properties at micro-scale using a ball-on-flat type micro-tribo tester, under reciprocating motion. Soda lime balls (1 mm diameter) were used as counterface sliders. Friction tests were conducted at a constant applied normal load of $3000{\mu}N$ and speed of 1mm/s. All experiments were conducted at ambient temperature ($24{\pm}1^{\circ}C$) and relative humidity ($45{\pm}5%$). Results showed that the patterned samples exhibited superior tribological properties when compared to the silicon wafer and non patterned sample (PMMA thin film). The reduced real area of contact projected by the surfaces was the main reason for their enhanced friction property.

수중 및 공기 중에서의 지르칼로이-4 튜브마멸 비교분석 (Comparison and Analysis of Zircaloy-4 Tube Wear in Air and Water Environment)

  • 김형규;박순종;강흥석;윤경호;송기남
    • 한국윤활학회:학술대회논문집
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    • 한국윤활학회 2001년도 제34회 추계학술대회 개최
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    • pp.19-26
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    • 2001
  • The wear characteristic of Zircaloy-4 tube, which is used for a cladding of light water reactor fuel rod, is investigated experimentally. The experiment is conducted with contacting the crossed tube specimens in air as well as in water at room temperature with various combination of contact normal force and sliding distance of reciprocating motion. The contour and the volume of each wear are examined to study the effect of contact condition and environment on wear. As a result, it is found that the wear volume in the water environment is larger than that in the air for all the contact (i.e., force and sliding distance) conditions. However, the wear depth is greater in air than in water if the contact normal force and the sliding distance are larger. These are explained by the ease of detachment of wear particles from the contact surface. On the other hand, workrate model is applied with the contact shear force range measured by our wear tester. Investigated is the correlation between the workrate and the wear volume increase rate of the present experiment. The parabolic curve is found to fit well for the present wear data.

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자동차 연료펌프 구동용 보이스 코일 전자기 엑츄에이터의 설계 및 해석 (Design and Analysis of Voice Coil Actuator to Drive Fuel Pump in Automobile)

  • 박세명;김진호;배철호
    • 한국자기학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.234-238
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    • 2010
  • 캠샤프트의 구동력을 활용한 기계식 연료펌프 시스템을 대체할 솔레노이드 격막 연료펌프는 최근 각광받고 있는 고효율 그린카 부품 중 하나이다. 하지만 솔레노이드 격막 연료펌프의 경우 왕복운동에 필요한 자속을 오직 솔레노이드에 의존하므로 전력소비가 비교적 큰 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 전력소모를 최소화 하기 위하여 영구자석형 VCA 연료펌프 시스템을 제안한다. 또한 상용전자기해석소프트웨어인 MAXWELL을 활용하여 유한요소 해석을 통해 기존의 솔레노이드 격막 펌프와의 전력소모 및 동적 성능을 비교 분석한다.

파력발전용 웰즈터어빈의 공기역학적 성능연구 (Investigation on the Aerodynamic Performance of a Wells Turbine for Ocean Wave-Energy Absorption)

  • 현범수;서정천;이판묵
    • 대한조선학회논문집
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    • 제30권4호
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    • pp.23-30
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    • 1993
  • 파력발전용 웰즈터어빈의 유체역학적 성능파악을 위한 이론 및 실험적연구를 다루고 있다. 터어빈에 의한 압력강하, 토오크 및 효율을 구하기 위하여 2차원 캐스캐이드 이론을 사용하였는데, 터어빈은 비정상 왕복류중에서 일정한 속도로 회전한다고 가정하였다. 실험은 파의 운동에 대응하는 왕복류를 생성시켜주는 파도 시뮬레이터 내에서 실시되었다. 여러 작동조건에서 계측된 터어빈 성능특성치들은 웰즈터어빈의 전반적인 특성을 파악하기 위하여 수치적으로 구한 값들과 비교되었고 비교적 서로 잘 일치하는 결과를 얻었다.

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고온 환경에서 합금의 마모 및 마찰 특성에 관한 연구 (A Study on Wear Properties of Alloys in High Temperature Condition)

  • 최승윤;;김대은
    • Tribology and Lubricants
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    • 제35권1호
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    • pp.24-29
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    • 2019
  • In this work we investigated the friction and wear characteristics of a magnesium alloy, which has been receiving much attention as a light metal in industrial applications such as automobiles and aerospace. Magnesium is one of the lightest structural material that has high specific strength, lightweight, low density and good formability. However, current issue of using magnesium alloy is that magnesium has weakness against temperature. As the temperature increases, magnesium undergoes poor creep resistance and ease of softening, and therefore, its mechanical strength decreases sharply. To solve this issue, a new type of magnesium alloy that retains high strength at high temperature has been proposed. The tribological behavior of this alloy was investigated using a tribotester with reciprocating motion and heating plate. A stainless steel ball was used as a counter surface. Results showed that extrusion process has similar wear behavior to the commonly used casting process but retains good mechanical strength and durability. The presence of an alloying element enhanced the wear properties especially in high temperature. This study is expected to be utilized as fundamental data for the replacement of high density materials currently used in mechanical industries to a much lighter and durable heat-resistant materials.

600L급 LNG 차량 연료공급용 초저온 액중펌프 국산화개발에 관한 연구 (A Study of the Localization Development of Cryogenic Submerged Pump for the Fuel Supply system of 600-Liter-Grade LNG Vehicles)

  • 김용길;김도현;이원영;이중섭
    • 한국기계가공학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.113-118
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    • 2021
  • In this study, localized development of a submerged cryogenic pump for use in LNG containers is conducted with large-sized commercial vehicles as the target. The submerged pump installed in an LNG storage container is the key module that supplies fuel to the engine through the reciprocating motion of a piston. Research and development on 660-L fuel containers is performed herein. The target is to achieve a mileage of 600 km or more by applying it to major NGV vehicles worldwide. In this manner, the present study aims to verify the operating mechanisms of the major parts of currently advanced products through reverse engineering in the early development process and draw basic design data.

Evaluation of Scratch Characteristics of Diaphragm for Application of Hydrogen Compressor Parts

  • Sung-Jun Lee;Chang-Lae Kim
    • Tribology and Lubricants
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    • 제39권5호
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    • pp.212-215
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    • 2023
  • Diaphragm compressors play a crucial role in safely compressing large volumes of high-purity hydrogen gas without contamination or leakage, thereby ensuring quality and reliability. Diaphragm compressors use a thin, flat, triple-layered diaphragm plate that is subjected to repetitive piston pressure for compression. They are usually made of metallic materials such as stainless steel or Inconel owing to their high-pressure resistance. However, since they are consumable components, they fail due to fatigue from repetitive pressure and vibration stress. This study aims to evaluate the scratch characteristics of diaphragms in operational environments by conducting tests on three different samples: Inconel 718, AISI 301, and Teflon-coated AISI 301. The Inconel 718 sample underwent a polishing process, the AISI 301 sample used raw material, and the Teflon coating was applied to the AISI 301 substrate at a thickness of 50 ㎛. To assess the scratch resistance, reciprocating motion friction tests were performed using a tribometer, utilizing 220 and 2000 grit sandpapers as the counter materials. The results of the friction tests suggested that the Teflon-coated sample exhibited the lowest initial friction coefficient and consistently maintained the lowest average friction coefficient (0.13 and 0.11 with 220 and 2000 grit, respectively) throughout the test. Moreover, the Teflon-coated diaphragm showed minimal wear patterns, indicating superior scratch resistance than the Inconel 718 and AISI 301 samples. These findings suggest that Teflon coatings may offer an effective solution for enhancing scratch resistance in diaphragms, thereby improving compressor performance in high-pressure hydrogen applications.

Reciprocating 파일 시스템에서 Glide Path가 근관만곡도 유지에 미치는 영향 (The Effect of Glide Path on Canal Centering Ability in Reciprocating File System)

  • 장기철;김진우;조경모;박세희
    • 구강회복응용과학지
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    • 제28권3호
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    • pp.245-252
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    • 2012
  • 본 실험은 왕복 회전 운동을 하는 단일 파일 시스템으로서 Reciproc과 WaveOne을 이용하였으며 glide path를 형성했을 때와 안 했을 때의 근관의 중심 변위율과 만곡도의 감소를 비교하여 새로운 단일 파일 시스템에서 glide path가 근관 성형 후 근관의 형태에 미치는 영향을 연구하였다. 총 40개의 모형 근관에 메틸렌블루 용액을 주입한 후 근관성형 전 이미지를 스캔 하였다. 네 개의 그룹으로 나누어졌으며 그룹 1은 PathFile (Dentsply Maillefer) #1, 2, 3 사용 후 R25 크기의 Reciproc 파일(VDW)을 사용하여 근관 성형하였다. 그룹 2는 PathFile 사용 없이 R25 크기의 Reciproc 파일을 사용하여 근관 성형하였다. 그룹 3은 PathFile #1, 2, 3 사용 후 Primary 크기의 WaveOne 파일 (Dentsply Maillerfer)을 이용하여 근관 성형하였다. 그룹 4는 PathFile 사용 없이 WaveOne 파일을 이용하여 근관 성형하였다. 파일은 모두 21 mm 길이를 사용했다. 각각의 파일을 위한 전기 모터로 Reciproc 파일은 VDW.SILVER motor (VDW), WaveOne 파일은 Waveone endo motor (Dentsply Maillefer)와 PathFile은 X-SMART (Dentsply Maillefer)를 사용하였다. 근관 성형을 마친 모형 근관을 다시 이미지 스캔 하였다. 성형 전, 후의 이미지를 Adobe Photoshop CS 3 (Adobe Systems Incorporated)을 이용하여 중첩하여 평가하였다. 중심 변위율은 Calhoun과 Montgomery에 의해 제안된 다음 공식을 사용하여 계산되었다:CR=|X1-X2|/Y. 실험 결과 근관의 만곡도가 감소하는 치근단 1, 2 mm level에서는 glide path의 형성에 따른 근관의 중심 변화율의 통계학적 유의성이 보이지 않았다. 근관 만곡 부위인 치근단 3, 4, 5 mm level에서는 glide path를 부여한 것이 통계학적으로 유의성 있게 낮은 중심 변위율을 보였다. 치근단 1 mm level에서는 Reciproc 파일이 유의성 있게 낮은 중심 변위율을 보였고, 치근단 1, 6 mm level을 제외한 모든 level에서 WaveOne 파일이 유의성 있게 낮은 중심 변위율을 보였다. 치근단 6 mm level에서는 Reciproc과 WaveOne의 차이는 관찰할 수 없었고 glide path를 형성한 그룹이 형성하지 않은 그룹에 비해 유의성 있게 낮은 중심 변위율을 보였다. 본 실험을 통해 만곡된 근관에서 근관 성형 전 glide path의 형성은 근관의 원래 형태를 유지하는데 필수적이며, 만곡된 근관에서는 WaveOne 파일 시스템의 선택이 근관의 원래 형태를 유지하는데 더 적절할 것으로 생각된다.

두 가지 다른 행정의 니켈 티타늄 파일의 성형 성상: 표면 성상, 상아질 삭편과 도말층에 대한 예비적 비교 연구 (Shaping characteristics of two different motions nickel titanium file: a preliminary comparative study of surface profile and dentin chip)

  • 박소라;박세희;조경모;김진우
    • 구강회복응용과학지
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    • 제30권2호
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    • pp.121-130
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    • 2014
  • 목적: Reciprocating 파일인 WaveOne과 continuous rotary 파일인 ProTaper와 ProFile로 근관 형성시 상아질 벽의 표면성상과 상아질 삭편 크기와 도말층 제거 효과를 비교하였다. 연구 재료 및 방법: 60개 단근치를 ProFile, ProTaper, WaveOne으로 성형 후 근관이 보이도록 grinding 하였다. 근관 성형 동안 상아질 삭편을 모아 건조하였다. Scanning electron microscope으로 상아질 삭편 크기와 근관 표면의 불규칙성과 도말층을 관찰하였다. 결과: 표면 함요부의 범위는 ProFile, ProTaper 그리고 WaveOne에서 $150{\mu}m$, $70{\mu}m$, 그리고 $80{\mu}m$의 범위 내에서 관찰되었다. 상아질 삭편의 크기는 ProFile, ProTaper 그리고 WaveOne에서 $7{\mu}m$, $6.5{\mu}m$, 그리고$4{\mu}m$의 범위 내에서 관찰되었다. 도말층은 WaveOne의 중간 1/3과 근단 1/3에서 유의하게 더 많이 관찰되었다. 결론: WaveOne은 중간 1/3과 치근단 1/3의 도말층 제거 효과를 제외하고, ProFile과 ProTaper와 근관 표면 성상과 상아질 삭편에서 큰 차이가 없는 것으로 사료된다.

식물잎의 표면형상 및 마이크로-스케일에서의 마찰 특성 (Surface Characteristics and Micro-Scale Friction Property of Natural Surface)

  • 윤의성;김홍준;아르빈드싱;김진석
    • Tribology and Lubricants
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    • 제22권5호
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    • pp.237-242
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    • 2006
  • Surfaces found in nature, including biological surfaces have been providing inspiration to modify/fabricate artificial surfaces as solutions for tribological applications. As an example, the concept of 'lotus-effect' has motivated tribologists world wide to modify/fabricate surfaces for enhanced tribological performance. These was done by creating nano/micro-scale asperities on various surfaces using ion beam milling and ion-beam assisted roughening. In order to understand the attributes of natural surfaces, which are inspirational to tribologists, we characterized the surface of two natural surfaces-Nelumbo nucifera (lotus) and Colocasia esculenta leaves. Further, we evaluated their micro-scale friction property, both in their fresh and dried conditions. The characterization of surfaces was conducted using a confocal microscope and SEM, which involved the evaluation of size and distribution of protuberances. The micro-scale friction property was evaluated using a ball-on-flat type micro-tribo tester, under reciprocating motion. A soda lime glass ball (2 mm diameter) was used in these tests. Tests were conducted at the applied normal load of $3000{\mu}N$, at a sliding speed of 1 mm/sec for a scan length of 3 mm. All experiments were conducted at ambient temperature ($24{\pm}1^{\circ}C}$) and relative humidity ($45{\pm}5%$). It was observed that the friction behaviour of the natural surfaces was influenced by their surface characteristics (morphology and distribution of protuberances) and also by the condition (fresh or dried) in which they were tested.