• 제목/요약/키워드: hertz contact

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부품간의 접촉을 고려한 유연체모델을 이용한 엔진 밸브트레인의 동특성 해석 (Dynamic Analysis of Engine Valve Train with Flexible Multibody Model Considering Contact between Components)

  • 황원걸;성원석;안기원
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제19권1호
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    • pp.125-132
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    • 2011
  • The dynamic characteristics of valve train are responsible for the dynamic performances of engine. We derived the equation of motion for 6 degrees of freedom model of the valve train. Computer model is also developed with flexible multibody model considering contact between components. The simulation results with these two models are compared with experimental results. We investigated the effect of the two spring models, TSDA (Translational Spring Damper Actuator) element and flexible body model, on the valve behavior and spring force. It is found that the dynamic behavior of the two models are not very different at normal operational velocity of the engine. By modeling contact between cam and tappet, the stress distributions of the cam were found. Using stress distribution obtained, contact width and contact stresses of the cam surface were calculated with Hertz contact theory.

Hertz 접촉이론을 이용한 탄성체의 충돌 해석을 위한 효율적 모델링에 관한 연구 (Study on an efficient modeling for the impact analysis of a flexible body employing Hertzian contact theory)

  • 임홍석;유홍희
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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    • pp.838-843
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    • 2008
  • Since thickness deformation and lateral deflection often occurs during the collision of flexible bodies, they should be considered simultaneously in the impact analysis. The thickness deformation, however, cannot be considered in beam/shell theory since the thickness is assumed to be constant in the theory. So, solid elements are employed to estimate the thickness deformation. However, the CPU time increases significantly if solid elements are employed. In the present study, a modeling method for the impact analysis of a flexible body employing Hertzian contact theory is presented. The efficiency and the accuracy of the modeling method are discussed with some numerical examples.

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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.

교량 상부구조물의 탄성받침 설치에 따른 충돌특성 분석 (Pounding Characteristics of a Bridge Superstructure on Rubber Bearings)

  • 최형석;김정우;공영이;정진환;김인태
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제15권4호
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    • pp.13-21
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    • 2011
  • 지진하중으로 인해 교량상부구조 간에 발생하는 충돌은 교량상부구조의 낙교, 교각의 파괴와 같은 국부적인 손상뿐만 아니라 교량전체시스템의 붕괴를 유발할 수 있다. 이와 같은 충돌의 영향은 신축이음부의 재질, 형태 및 교대부의 여유간격과 관계가 있는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 교량상부구조 간에 발생하는 충돌에 대한 특성을 분석하기 위해 충돌해석 이론 중 가장 널리 활용되고 있는 접합요소 접근법(Linear Spring Model, Kelvin-Voigt Model, Hertz Model)에 대해서 고찰 하고 이를 실험적으로 검증하기 위해 탄성받침이 설치된 교량상부구조를 모형화한 콘크리트 교량모델에 대한 진동대 실험을 실시하였다. 기존의 충돌모델을 적용한 이론 해는 실험결과와 잘 부합되지 못하였으며, 이에 본 논문에서는 충돌강성에 적절한 적용계수 �� 를 이용하여 충돌 후 거동을 잘 모사할 수 있는 충돌강성 수준을 산출하였다. 충돌발생시 적절한 강성 및 재료의 동적특성, 충돌면의 형상 등에 따라 발생하는 충돌력의 크기가 달라지므로 이에 대한 추가적인 연구가 필요한 것으로 판단된다.

가정변형률 솔리드 요소를 이용한 복합재 샌드위치 평판의 저속충격 해석 (Analysis of low-velocity impact on composite sandwich panels using an assumed strain solid element)

  • 박정;박훈철;윤광준;구남서;이재화
    • 한국항공우주학회지
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    • 제30권7호
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    • pp.44-50
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    • 2002
  • 본 논문에서는 저속충격을 받는 복합재 샌드위치 평판의 동적 거동에 관한 연구를 수행하였다. 접촉 하중의 산출을 위해서 Hertz의 접촉법칙을 새로이 수정하는 방법을 제시했는데, 지수를 줄이는 방법과 심재의 두께방향의 탄성계수의 값을 줄여 등가 탄성계수를 계산하는 방법을 사용했다. 접촉하중을 산출하는 비선형 방정식은 Newton-Raphson 방법을 사용하여 계산하였고, 시간적분에는 Newmark-beta 방법을 사용하였다. 이러한 기법과 18절점 가정변형률 솔리드 요소를 적용하여 저속충격 해석용 유한요소 프로그램을 개발했다. 이 프로그램을 이용하여 다양한 복합재 샌드위치 평판의 저속충격에 대한 동적 거동을 해석하였다. 제안된 접촉법칙을 적용한 해석결과를 분석하여 볼 때, 대부분의 경우에서 접촉하중과 접촉시간이 실험결과와 대체로 일치함을 확인하였다.

스퍼기어의 접촉응력 해석 (Contact Stress Analysis of a Pair of Mating Spur Gears)

  • 이진환;이동형;이권희
    • 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.

강구의 충돌에 의한 양단자유 보의 진동 및 음향 방사에 관한 연구 (A Study on the Vibration and Acoustic Radiation from an Elastic Free- Free Beam due to a Steel Ball Impact)

  • 박홍철;이효근;박윤식
    • 대한기계학회논문집
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    • 제16권9호
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    • pp.1615-1626
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    • 1992
  • 본 연구에서는 배플이 없는 사각단면을 가진 양단자유의 탄성보에 강구가 횡 방향으로 충돌할 때 발생되는 음압을 M.Sakata와 M.Horii의 방법을 적용하여 구하였으 며, 보의 가속도는 모우드 해석기법을 적용하여 구하였다. 그리고 충돌시 발생되는 충격격과 접촉시간은 허즈(Hertz)접촉이론을 이용하였다.그리고 실험을 통하여 이 론으로 구한보의 가속도, 접촉시간, 방사음압의 결과와 비교하였다. 기존의 연구내 용을 기반으로한 본 논문의 기여부분은 hertz 접촉이론을 본 연구의 시스템에 적용하 여 접촉시간을 실험적으로 검증하였으며 모우드 해석기법을 이용하여 구한 보의 진동 을 실험과 비교하였고, 시스템을 탄성보로하여 M.Sakata의 방법을 적용하여 발생되는 음압을 실험으로 검증한 것이다.