To reduce the friction losses and the wear amounts in the piston assembly two methods were proposed. One is the modification of surface profile of the skirt part. The surface coating is another method to protect the sliding surfaces. To modify the profile of the skirt surfaces the surfaces were ground to have three different shapes of profiles. Also, several coatings, such as graphite, TiN, and $MoS_2$, and DLC, were used to protect the surfaces of the piston skirts. The specimens of the skirt and the cylinder bores were tested with the reciprocating wear tester. SAE 5W40 engine oil was used in boundary lubrication regime. Among several coatings the graphite and DLC coatings were very effective to reduce the friction forces. Especially, DLC film represented much better tribological performances than the others. The friction coefficient of the graphite coating was the lowest, but the graphite coating was not effective to protect the surfaces.
Using a mathematical theory, we show that the optimality condition of a turbulent diffuser with maximum pressure recovery at the exit is zero shear stress along the wall. The optimal diffuser shape is designed through iterative procedures by using the $k-{\varepsilon}-{\nu}^{2}-f$ turbulence model for flow simulation. The Reynolds number based on the bulk mean velocity and the channel height at the diffuser entrance is 18,000. We also perform large eddy simulation to validate the shape design results and investigate the flow characteristics near the zero-skin friction wall. Results from large eddy simulation show that the skin friction is slightly higher than zero but is still very small as compared to that of the flat plate boundary layer flow Although the time-averaged wall shear stress is slightly above zero along the diffuser wall, instantaneous flow reversals occur intermittently. The streamwise mein velocity shows an asymptotic behavior of the half-power-law near the wall where the skin friction is close to zero.
Rad, A. Behravan;Farzan-Rad, M.R.;Majd, K. Mohammadi
Structural Engineering and Mechanics
/
제64권5호
/
pp.591-610
/
2017
This paper is concerned with the static analysis of variable thickness of two directional functionally graded porous materials (FGPM) circular plate resting on a gradient hybrid foundation (Horvath-Colasanti type) with friction force and subjected to compound mechanical loads (e.g., transverse, in-plane shear traction and concentrated force at the center of the plate).The governing state equations are derived in terms of displacements based on the 3D theory of elasticity, assuming the elastic coefficients of the plate material except the Poisson's ratio varying continuously throughout the thickness and radial directions according to an exponential function. These equations are solved semi-analytically by employing the state space method (SSM) and one-dimensional differential quadrature (DQ) rule to obtain the displacements and stress components of the FGPM plate. The effect of concentrated force at the center of the plate is approximated with the shear force, uniformly distributed over the inner boundary of a FGPM annular plate. In addition to verification study and convergence analysis, numerical results are displayed to show the effect of material heterogeneity indices, foundation stiffness coefficients, foundation gradient indices, loads ratio, thickness to radius ratio, compressibility, porosity and friction coefficient of the foundation on the static behavior of the plate. Finally, the responses of FG and FG porous material circular plates to compound mechanical loads are compared.
Friction welding has may merits such as energy efficiency, simple processing, etc. but it is difficult to obtain good welding at the welded interfaces and heat affected zone. It is discovered that stress singularity exists at the interferes and heat affected zone. The computer program based on boundary element method is utilized in this study. A mathematical model is implemented based on results from several experiments performed at and around the welded interfaces and heat affected zone of disimilar metals under static and dynamic loadings. This stay is to investigate the characteristics of the deformation and fracture behavior around interfaces for friction welded materials under static tensile load. Also, the stress distribution at the tip of crack is analyzed by using BU based on Kelvin's solution of 2-dimensional binding zone. The results of BEM are identical with those in case of considering interfaces of both heat affected zone. Also, stress singularity at the tip of interfaces appears when the elastic modulus ratio is 1.07.
Magnesium alloy has been known as lightweight material in automobile and electronic industry with aluminum alloy, titanium alloy and plastic material. Friction welding is useful to join various metals and nonferrous metals that are difficult to join by such as gas welding, resistance welding and electronic beam welding. In this study, friction joining was performed to investigate mechanical properties of Mg alloy with 20mm diameter solid bar. Also the optimal joining conditions for its application were determined on the basis of tensile test, and hardness survey. The joining parameters were chosen as heating pressure, heating time, upsetting pressure, and upsetting time. Heating and upsetting pressure were executed under the range of 10~40MPa and 20~80MPa, respectively. From the experimental results, optimal joining conditions were determined as follows; rotating speed=2000rpm, heating pressure=35MPa, upsetting pressure=70MPa, heating time=1sec, upsetting time=5sec. Also the hardness of jointed boundary showed as HV50 which was similar to that of base metal at the optimal condition, and it was supposed that zone of HAZ was 8mm. Finally two materials were strongly mixed at interface part to show a well-combined microstructure without particle growth or any defect.
High speed polishing can kinematically increase the polishing removal rate by using the conventional Preston equation, especially for hard substrates such as sapphire or diamond. However, high speed effects should be clarified beforehand considering the lubrication state and process parameter variations. In this paper, we developed a polishing experimental method and apparatus to determine the lubrication state by measuring the real time friction coefficient using two load cells. Through experiments, we obtained a boundary lubrication state above 0.35 of the friction coefficient by using low table speed and high polishing load, indicating a synchronized stable behavior in polishing head rotation. However, larger Stribeck indexes by a high speed above 200 rpm can generate a hydrodynamic lubrication state below 0.25 of the low friction coefficient. This causes the polishing head rotation to stop. A forced and synchronized head rotation is required for high speed polishing.
Effects of friction stir welding parameters such as tool rotation speed and welding speed on the joints properties of 5052 Al alloys were studied in this study. A wide range of friction stir welding conditions could be applied to join 5052 AA alloy without defects in the weld zone except for certain welding conditions with a lower heat input. Microstructures near the weld zone showed general weld structures such as stir zone (SZ), thermo-mechanically affected zone (TMAZ) and heat affected zone (HAZ). Each zone showed the dynamically recrystallized grain, transient grain and structure similar to base metal's, respectively. Hardness distribution near the weld zone represented a similar value of the base metal under wide welding conditions. However, in case of 800 rpm of tool rotation speed, hardness of the stir zone had a higher value due to the fine grain with lots of dislocation tangle, a higher angle grain boundary and some of Al3Fe particles. Except joints with weld defects, tensile strength and elongation of the joints had values similar to the base metal values and fracture always occurred in the regions approximately 5mm away from the weld center.
We evaluate the properties of friction welded STK400 steel tube in terms of the relationship between microstructures and mechanical properties. Friction welding is conducted at a rotation speed of 1,600 rpm and upset time of 3-7 sec for different thicknesses of STK 400 tubes. To analyse the grain boundary characteristic distributions(GBCDs) in the welded zone, electron backscattering diffraction(EBSD) method is introduced. The results show that a decrease in welding time (3 sec.) creates a notable increase grain refinement so that the average grain size decreases from $15.1{\mu}m$ in the base material to $4.5{\mu}m$ in the welded zone. These refined grains achieve significantly enhanced microhardness and a slightly higher yield and higher tensile strengths than those of the base material. In particular, all the tensile tested specimens experience a fracture aspect at the base material zone but not at the welded zone, which means a soundly welded state for all conditions.
In this study, the mechanical properties of friction stir welded A6061-T6 were evaluated. This material is used as a battery pack case material for electric vehicles. The Vickers hardness, tensile strength, and yield stress of the friction stir welding (FSW) specimen were all smaller than those of the base metal specimen. As the heat input increased, the nugget zone widened, and there were differences in hardness according to the base metal zone, heat affected zone, thermal-mechanical affected zone, and nugget zone. Mechanical properties were not proportional to heat input, and the thermal-mechanical affected zone on the advancing side was the smallest in all conditions. This is because the material flow speed increased on the advancing side, where the welding direction and the tool rotation direction were the same, forming a distinct boundary with mechanical deformation.
본 논문은 3차원 축대칭 몰수체에 대해 소스 코드가 공개된 OpenFOAM 4.0을 이용하여 첫 번째 격자의 높이와 레이놀즈 수에 따른 마찰저항 변화에 대해 연구하였다. 마찰저항 계산을 위해 경계조건, 수치조건을 정립하였다. 축대칭 물체의 3차원 효과로 인해 거칠기가 매우 작은 $12{\mu}m$에서도 부드러운 표면과 비교해 마찰저항이 다르게 계산되었다. 레이놀즈 수가 커질수록 경계층의 두께 증가가 감소되었으며 이로 인해 마찰저항의 증가량이 감소되었다. 첫 번째 격자의 크기인 y+에 대한 영향에 대해서도 검토하였다. 첫 번째 격자가 log layer에 위치하고 있지 않으면 마찰저항과 표면의 전단력이 과도하게 예측되는 것을 확인하였다. 이는 경계층이 두껍게 예측되어 난류에너지가 과도하게 예측되었기 때문으로 판단된다. 표면의 거칠기가 커질수록 경계층이 두꺼워지고 표면의 난류에너지가 증가되는 것을 확인하였다. 마찰저항을 정확하게 예측하기 위해서는 y+ 값, 거칠기 및 벽함수가 적절한 영역에 위치해야 함을 알 수 있었다.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.