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높은 미끄럼률 탄성유체 윤활의 딤플 형성 메커니즘(Mechanisms of Dimple Formations in EHL Contacts under High Slip Ratios)

전문가 제언: □ 탄성 유체 윤활에서의 유동학적 특성은 전단 변형을 탄성성분과 점성성분을 직렬로 이은 맥스웰 모델로 설명할 수 있다. 이 맥스웰 모델의 유동학적 특성 변화를 나타내는 식에서 유체의 통과시간과 점성의 완화시간과의 비를 나타내는 Deborah number가 이용된다. 이 Deborah number는 점탄성 유체의 해석에 중요한 역할을 한다. 이것이 크면 탄성체 거동, 작으면 점성 유체 거동을 나타내고 1정도일 때에 점탄성이 잘 나타난다.

□ 탄성유체 윤활에서의 온도 분포는 Peclet number뿐만 아니라 2평면의 열 저항에 의해서도 큰 영향을 받는다. 즉, 표면상에 유입한 열수지의 형태는 Peclet number보다 규정되고, 표면의 온도 차는 표면의 열전도율 등의 열적인 물성치와 속도에 의해 정해지는 열 저항의 차이에 의해 결정된다. 열유체 윤활 작용에서 유막 내에서 발생한 온도 상승은 단순히 점도, 밀도의 저항뿐만 아니라, 분포 상태로부터 새로운 윤활 작용을 한다. 동일 방향 미끄럼 조건에서의 딤플에서 완전 미끄럼률에 가까운 상태의 유막 형성은 낮은 미끄럼률과 다른 양상을 보인다. 역 미끄럼조건의 딤플에서 열탄성 유체 윤활 해석을 행한 결과, 점성 쐐기 작용에 의해 딤플이 존재하는 것이 실험적으로 확인되었다.

□ 하중, 속도, 재료를 인자로 수치 해석, 유막 두께 해석, 접촉부의 탄성 변형과 윤활유의 고압점도를 고려한 해석 등과 같이, 발생압력에 의하여 윤활유의 점도가 지수 함수적으로 증가하고 탄성 변형되는 탄성 유체 윤활 해석을 수행하기 위하여 유체윤활의 지배방정식인 레이놀즈 방정식과 윤활유의 상태방정식 및 탄성방정식을 동시에 해석하여야 한다.

저자: Kazuyuki YAGI
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