폴리우레탄 마찰면의 발열 저감에 대한 실험적 및 해석적 연구 (Experimental and Analytical Study of Heat Reduction on Polyurethane Friction Surface)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 A / 47권 / 2호 / 153 ~ 161페이지
· 저자명 : 이택성, 김건완

초록

본 연구는 열가소성 폴리우레탄 재질의 마찰면이 열에 의하여 손상되는 것을 방지하기 위해 마찰면에 마이크로 딤플(microdimple)을 성형하여 내열 특성을 향상시키는 것을 목적으로 하고 있다. 강제 디스크와 우레탄 소재로 구성된 pin-on-disc 실험에서 마찰면에 직사각형, 사다리꼴, 삼각형 단면의 미세 딤플을 성형하여, 오일 속에서 디스크를 회전시키면서 마찰면에서 발생하는 열에 의한 온도 상승값과 마찰계수를 측정하였고, 또한 딤플에 대한 마찰방향을 45°와 90°로 하여 방향에 대한 영향도 보았다. 마찰면 발열량에 대한 딤플의 영향은 실험과 유한요소 해석을 통해 평가하였고, 딤플의 경계에서 압력 상승량과 마찰면에서 최대 수직응력값이 마찰발열량에 영향을 미치는 주 인자로 보이며, 마찰이 진행됨에 따라 유체마찰에 의해 발생하는 마찰손실에 의한 발열량의 영향이 커지는 것으로 보인다.

영어초록

This study focuses on enhancing the heat resistance characteristics of thermoplastic polyurethane, an elastomeric material, when microdimples are produced on it to prevent the damage caused by frictional heat. Pin-on-disc experiments are conducted between a steel disc and polyurethane material, wherein dimples with rectangular, trapezoidal, and triangular cross sections are formed on a friction surface. While rotating the disk in oil, the temperature rise value and friction coefficient due to the heat generated on the friction surface were measured. Also, the friction directions for the dimple were set to 45° and 90°, and the effect on the friction direction was observed. The effect of the dimples on frictional heating is evaluated through experiments and finite element analysis. Pressure rise near dimple edge and the maximum normal stress on the friction surface are the important factors that affect heat generation. As friction progresses, the influence of the amount of heat generated by friction loss caused by fluid friction gradually increases.

참고자료

· 없음