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실차 실험 시 브레이크 디스크-패드 마찰 계수 예측을 위한 수학적 방법
정성필(Sung Pil Jung),유덕현(Duk Hyeon Yu) 대한기계학회 2019 大韓機械學會論文集A Vol.43 No.10
본 연구에서는 실차 실험 시 고가의 6분력계(wheel force transducer)를 사용하지 않고, 제동압(brake pressure)과 차량 속도(vehicle speed)를 이용하여 브레이크 디스크와 패드 간 마찰 계수를 예측하는 수학적 방법을 기술한다. 역학적 평형 방정식을 이용하여 제동 시 타이어에 작용하는 축하중 변화와 이에 따른 타이어 동반경 변화를 반영하여 브레이크 패드의 마찰력을 계산하였다. 장비를 이용하여 본 연구에서 제시한 수식에 사용되는 계수값을 측정하는 방법을 기술하였다. 실제 차량을 초속도 100km/h, 160km/h 상태에서 제동시험을 실시하였고, 이때 측정한 데이터를 이용하여 수식에 대입하여 디스크-패드 마찰 계수를 산출해 냄으로써 본 연구에서 제시한 수학적 방법의 적용 가능성을 검토하였다. In this study, a mathematical method for predicting the friction coefficient between the brake disc and the brake pad using braking pressure and vehicle speed without using an expensive wheel force transducer is proposed. Using the force equilibrium equation, the friction force of the brake pad was calculated by reflecting the change in axial load acting on the tire during braking, and the corresponding change in the radius of the tire. A method for measuring the coefficients used in the equations presented in this study is described using the machine. The braking test was carried out at 100 km/h and 160 km/h at the initial speed of the vehicle. The disk-pad friction coefficient was calculated using the measured data, and the applicability of proposed method was discussed.
유한 요소법을 이용한 자동차용 디스크 브레이크의 열간 저더 해석
정성필(Sung Pil Jung),박태원(Tae Won Park),정원선(Won Sun Chung) 대한기계학회 2011 大韓機械學會論文集A Vol.35 No.4
차량 제동시 디스크와 패드사이의 미끄럼 접촉에 의해 발생하는 마찰열은 재질의 열 탄성 변형을 일으키고, 이는 접촉면의 압력 분포에 영향을 끼친다. 이러한 열탄성 불안정성 (Thermo-Elastic Instability, TEI)은 디스크의 고유 진동모드와 결합되어 열섬 현상 및 열간 저더 진동을 발생시킨다. 본 연구에서는 상용 유한 요소 해석 프로그램인 SAMCEF 를 이용하여 자동차용 통풍식 디스크에 대한 3 차원 열간 저더 해석을 수행하였다. Staggered approach 에 의거한 중간 처리기를 이용하여 구조-동역학 해석 결과와 열 전달 해석 결과를 교환하였다. 디스크 표면에 열섬이 발생하는 것을 확인하였고, 이를 디스크 고유 진동 모드와 비교함으로써 모드 형상과 열섬 분포의 관계를 분석하였다. Thermal energy generated because of the friction between the disc and pad is transferred to both sides and causes thermal expansion of the material, which affects the contact pressure distribution. This phenomenon, which is called thermoelastic instability (TEI), is affected by the natural mode of a disc. TEI results in the formation of a hot spot and causes hot judder vibrations. In this study, three-dimensional analysis of the hot judder of a ventilated disc for automotives was performed by using the commercial finite element analysis program, SAMCEF. The intermediate processor based on a staggered approach was used to exchange the result data of the mechanical and thermal model. The hot spot was formed on the surface of the disc, and the number of hot spots was compared with the natural mode of the disc.
MATLAB 을 이용한 유연 다물체 시스템의 해석 및 제어
정성필(Sung Pil Jung),박태원(Tae Won Park) 대한기계학회 2008 大韓機械學會論文集A Vol.32 No.5
In this paper, analysis and control of the flexible multibody system using MATLAB is presented. The equations of motion of a flexible body are derived in terms of the modal coordinate. The rigid-flexible multibody dynamic solver is developed. Finite element information required to analyze motion of flexible bodies is imported from ANSYS. The modified finite element data, such as modal mass matrix, modal stiffness matrix and constraint mode shapes, is calculated in the solver. Since the solver is developed using MATLAB, it is very easy to connect with SIMULINK which is widely used to control motion of the multibody system. Several simulations are implemented to verify the developed solver. A control example is carried out and the usefulness of the developed solver is demonstrated.