도로 주행의 안전성 측면에서 타이어-노면간 미끄럼 마찰력은 주행 차량의 제동거리와 직접적인 요인으로 작용한다. 포장재료와 공법은 노출되는 포장 표면에 적절한 노면의 조직(Texture)을 형성하여 노면의 미끄럼 마찰력을 증가시킨다. 도로 표면에 노출되는 사용골재의 크기와 종류를 달리하거나 인위적인 홈을 주어 Macrotexture와 Microtexture를 형성 한다. 형성된 노면 조직은 시간이 경과 됨에 따라 환경하중과 교통하중이 반복 재하되면서 표면마모가 급격히 진행된다. 교통량의 흐름에 따라 마모로 인해 Microtexture 뿐만 아니라 Macrotexture의 노면조직은 매끄러운 표면으로 변해간다. 교통량의 흐름은 다양하다. 교통량 통계자료에 따르면 고속도로 이용차량의 약 70%는 승용차와 같은 2축 1단위로 구성 된 1종 차량이 차지하고 있다. 이는 국내 교통 특성은 포장 마모에 취약한 환경임을 말해주고 있다. 주행 차량들의 좌/ 우 바퀴의 간격과 주행위치의 다른 궤적에 따라 차량바퀴의 횡방향 변동을 원더링(Wandering)이라하는데, 도로포장 분 야에서 교통특성이 포장에 미치는 영향으로 원더링에 대한 연구 많이 진행 되어왔다. 본 연구에서는 실제 고속도로와 시 험도로에서 횡방향 위치별 미끄럼 마찰을 반복 조사하여 차량의 원더링에 따라 미끄럼 마찰저항이 다르게 분포함을 정 량적으로 입증하였다.

PURPOSES : Pavement surface friction depends significantly on pavement surface texture characteristics. The mean texture depth (MTD), which is an index representing pavement surface texture characteristics, is typically used to predict pavement surface friction. However, the MTD may not be sufficient to represent the texture characteristics to predict friction. To enhance the prediction of pavement surface friction, one must select additional variables that can explain complex pavement surface textures. METHODS : In this study, pavement surface texture characteristics that affect pavement surface friction were analyzed based on the friction mechanism. The wavelength, pavement surface texture shape, and pavement texture depth were hypothesized to significantly affect the surface friction of pavement. To verify this, the effects of the three abovementioned pavement surface texture characteristics on pavement surface friction must be investigated. However, because the surface texture of actual pavements is irregular, examining the individual effects of these characteristics is difficult. To achieve this goal, the selected pavement surface texture characteristics were formed quantitatively, and the irregularities of the actual pavement surface texture were improved by artificially forming the pavement surface texture using threedimensionally printed specimens. To reflect the pavement surface texture characteristics in the specimen, the MTD was set as the pavement surface texture depth, and the exposed aggregate number (EAN) was set as a variable. Additionally, the aggregate shape was controlled to reflect the characteristics of the pavement surface texture of the specimen. Subsequently, a shape index was proposed and implemented in a statistical analysis to investigate its effect on pavement friction. The pavement surface friction was measured via the British pendulum test, which enables measurement to be performed in narrow areas, considering the limited size of the three-dimensionally printed specimens. On wet pavement surfaces, the pavement surface friction reduced significantly because of the water film, which intensified the effect of the pavement surface texture. Therefore, the pavement surface friction was measured under wet conditions. Accordingly, a BPN (wet) prediction model was proposed by statistically analyzing the relationship among the MTD, EAN, aggregate shape, and BPN (wet). RESULTS : Pavement surface friction is affected by adhesion and hysteresis, with hysteresis being the predominant factor under wet conditions. Because hysteresis is caused by the deformation of rubber, pavement surface friction can be secured through the formation of a pavement surface texture that causes rubber deformation. Hysteresis occurs through the function of macro-textures among pavement surface textures, and the effects of macro-texture factors such as the EAN, MTD, and aggregate shape on the BPN (wet) are as follows: 1) The MTD ranges set in this study are 0.8, 1.0, and 1.2, and under the experimental conditions, the BPN (wet) increases linearly with the MTD. 2) An optimum EAN is indicated when the BPN (wet) is the maximum, and the BPN decreases after its maximum value is attained. This may be because when the EAN increases excessively, the space for the rubber to penetrate decreases, thereby reducing the hysteresis. 3) The shape of the aggregate is closely related to the EAN; meanwhile, the maximum value of the pavement surface friction and the optimum EAN change depending on the aggregate shape. This is believed to be due to changes in the rubber penetration volume based on the aggregate shape. Based on the results above, a statistical prediction model for the BPN (wet) is proposed using the MTD, EAN, and shape index as variables. CONCLUSIONS : The EAN, MTD, and aggregate shape are crucial factors in predicting skid resistance. Notably, the EAN and aggregate shape, which are not incorporated into existing pavement surface friction prediction models, affect the pavement surface friction. However, the texture of the specimen created via three-dimensional printing differs significantly from the actual pavement surface texture. Therefore, the pavement surface friction prediction model proposed in this study should be supplemented with comparisons with actual pavement surface data in the future.

지진은 예상하지 못한 위치와 규모로 지반을 흔들어서 막대한 물적 및 인적 피해를 발생시킨다. 따라서 지진으로 인 한 진동을 최소화하고 피해를 방지하기 위하여 다양한 내진 기술 개발 연구가 수행되고 있다. 최근에는 우수한 성능을 나타내 는 다양한 신소재가 개발되고 있으며 이를 접목된 내진 기술 개발 연구가 하나의 트렌드가 되고 있다. 본 연구에서는 반영구적 이고 자동복원이 가능한 신소재를 적용한 새로운 개념의 영구마찰 자동복원 댐퍼를 제안하고 핵심 부재에 대한 물리적 특성 검 증 연구를 수행한다. 영구마찰 자동복원 댐퍼의 핵심은 복원 특성을 나타내는 초탄성 형상기억합금과 폴리우레탄을 부재로 장 착시키고 추가적인 마찰 특성을 나타내는 네오디뮴 영구자석을 사용하였다. 이러한 핵심 부재는 재료실험을 통해 특성을 검증 하였고 도출된 거동 응답 결과를 통해 영구마찰 자동복원 댐퍼의 구조실험 예측 거동을 도출하였다. 우수한 복원 성능을 나타 내는 영구마찰 자동복원 댐퍼는 최대 하중 성능과 에너지 소산 능력이 우수하여 구조물에 적용 시 강한 지진에도 버티면서 발 생된 손상도 회복 시킬 수 있을 것으로 기대된다.

구조물의 지진 피해 감소를 위한 내진 시스템 중에서 면진 시스템은 효율적으로 내진 성능을 향상시킬 수 있는 구조 시스템이다. 면진 시스템은 지반과 구조물을 분리시키는 만큼 안전성이 뛰어나지만, 사용되는 장치의 계열에 따라 연직 및 수평 하중에 대한 지지력과 요구변형량에 대한 복원력이 부족하여 파손이 발생할 수 있다. 본 연구에서는 면진 시스템의 성능 개선을 위해 기존 연구에서 제안한 면진 장치의 지지력과 복원력을 향상시킨 고무 마찰 베어링 장치에 대하여 실험 및 해석을 통한 성능 검증 연구를 수행하였다. 이를 위해 고무 마찰 베어링 장치의 설계 상세를 재정립하고 요구 성능에 따른 구조 실험을 수행하여 장치 특성을 검증하였다. 또한, 실험 결과의 신뢰성 향상을 위한 유한요소해석을 수행하여 실험 결과와 유사한 성능 수 준의 장치 특성을 확인하였다.

This is an experimental study where the coefficient of friction between engine pulley and V-Belt is obtained. The experimental method is applied pulleys made of existing steel and aluminium materials. The relative friction workpiece is a v-belt incorporating rubber with cloth. The friction test uses a pin-on-disk friction modulator and measures the coefficient of friction depending on the number of revolutions in the disc. As a result, in the case of aluminum material, there was a sliding phenomenon because the coefficient of friction was small when accelerating and decelerating. Also, the variation of the friction coefficient was severe when the rotation speed was increased or decreased. Therefore, it is considered that the aluminum pulley is slippery even if it is fit to the structural rigidity. Therefore, in order to secure a stable friction coefficient, the pulley groove surface will be surface-treated, a special alloy is added, or a heat treatment is required.

In this study, Equivalent fracture strain and Fracture energy were evaluated with the small punch test(SP test) for friction stir welded(FSW) Al6061-T6 sheets. With the three rotation speeds and the three feeding rate, The nine different conditions of FSW were prepared for the SP test. The SP test specimens were manufactured and tested on the advancing side, center, and retreating side to the tool rotation direction. From the SP test data, the equivalent fracture strain and the fracture energy were analyzed. The high value of equivalent fracture strain was attained form tool rotational speed 900RPM and feeding rate 330mm/min. It is found that its characteristic is about 14% higher than the value of condition 1100RPM-330mm/min that have the lowest value. The high value of fracture energy was obtained from the tool rotation speed 900RPM and feeding rate 330mm/min. The lowest fracture energy, which from 1000RPM-300mm/min, was approximately 16% difference to the highest value.

In this study, SM45C-STKM13B hollow shaft of different thickness was joined by friction welding. After friction welding, we treated to specimen of annealing(post-weld heat treatment). The specimens were tested as-welded and post-weld heat treatment(PWHT). The mechanical properties including tensile test and vickers micro-hardness were examined. And then, the mechanical properties were compared for as-welded and PWHT in SM45C to STKM13B. Microstructure of joining part were examined in the weld interface and weld region and heat affected zone and base metal of weld parts.

Friction energy dissipative devices have been increasingly implemented as structural seismic damage protecting systems due to their excellent seismic energy dissipating capacity and high stiffness. This study develops rotational friction energy dissipative devices and verifies experimentally their cyclic response. Based on the understanding of the differences between the traditional linear-motion friction behavior and the rotational friction behavior, the configuration of the frictional surface was determined by investigating the characteristics of the micro-friction behavior. The friction surface suggested in this paper consists of brake-lining pads and stainless steel sheets and is normally stressed by high-strength bolts. Based upon these frictional characteristics of the selected interface, the rotational friction energy dissipative devices were developed. Bolt torque-bearing force tests, rotational friction tests of the suggested friction interfaces were carried out to identify their frictional behavior. Test results show that the bearing force is almost linearly proportional to the applied bolt torque and presents stable cyclic response regardless of the experimental parameters selected this testing program. Finally, cyclic tests of the rotational friction energy dissipative devices were performed to find out their structural characteristics and to confirm their stable cyclic response. The developed friction energy dissipative devices present very stable cyclic response and meet the requirements for displacement-dependent energy dissipative devices prescribed in ASCE/SEI 7-10.

PURPOSES: The purpose of this study is to develop a method for distribution between superelevation and side friction factor by increasing design speed. METHODS: First of all, a method for distribution between superelevation and side friction factor and a theory for the functional formula of side friction factor in compliance with horizontal radius applied in South Korea and the United States are considered. Especially, design speed of 140km/h and numerical value of design elements are applied to the theory for the functional formula of side friction factor in AASHTO's methods. Also, the anxiety EEG upon running speed is measured to reflect ergonomic characteristics through field experiments at seven curve sections of the West Coast Freeway, and this data is applied to graph for the functional formula of side friction factor. RESULTS : Matching side friction factor against the anxiety EEG, the results that a critical points of driver's anxiety EEG sharply increase locate under existing parabola are figured out. CONCLUSIONS : Therefore, we could get a new type of the functional formula that driver's driving comfortability is guaranteed if the existing the functional formula of side friction factor goes down under boundary of the critical points of the anxiety EEG.

The main contributors to the friction in modern internal combustion engines were identified at the top ring around the top dead center of the stroke. In this study, variations of the friction force between piston ring and cylinder liner were varied with piston speed, normal load and oil temperature as well as the properties of the ring materials were investigated experimentally. Their frictional behaviors when sliding against the steel cylinder bore materials lubricated with 10W-30 oil for a commercial medium speed diesel engine were investigated using a Pin-On-Disk tribotester. The results show that the hardness of ring has less effect on the friction force in comparison to the piston speed, normal load and oil temperature. And friction force is lower with harder metals.

선박 구조재료 FRP 재료의 대체 재료로 빠른 선속과 선적량 증가는 물론 재활용이 용이한 Al 선박으로 전환되고 있다. 본 논문에서는 인장실험을 통해 레저선박에 사용되는 5456-H116 합금에 대한 최적의 마찰교반용접 조건에서 프루브 직경의 효과를 기술하였다. 마찰교반용접에서 이송속도, 회전속도를 변수로 5 mm의 프루브 직경을 사용하여, 이송속도가 61 mm/min의 조건에서 가장 우수한 결과를 나타냈다. 프루브 직경 6 mm, 회전속도 170-210 rpm, 이송속도 15 mm/min 에서는 낮은 회전속도로 인하여 불충분한 용접열이 발생하여 거친 표면과 기공이 형성 되었다. 회전속도 500-800 rpm인 경우, 용접부에 칩이 관찰되었으며, 기공은 생기지 않았고, 용접표면은 우수하였으나 1100-2500 rpm에서는 지나친 용접열의 발생으로 많은 칩이 발생하였다. 열에 의한 영향은 용접 배면에서 관찰되었다. 이송속도가 15 mm/min에서 회전속도의 증가하게 되면 마찰이 증가함에 따라 용접열이 발생한다. 기계적 특성은 용접 입열량이 증가할수록 재질의 연화가 가속화되어 저하하였다.

본 연구에서는 교량기초 말뚝의 부주면마찰력 시험을 통하여 연약지반에 타설된 강관말뚝의 부주면마찰력을 측정하였으며 장기적인 마찰응력의 관측시험을 통하여 경제적인 상부구조물 시공시기를 판단하였다. 본 연구의 결론은 다음과 같다. (1) 연약지반에서 부마착력의 크기는 침하속도가 클수록 크게 나타났다. (2) 마찰력의 관계 그래프에서 마찰응력의 증감이 없는 시기를 확인하여 상부구조물 시공시기를 판단할 수 있었다. (3) 말뚝정재하시험결과와 부주면마찰력 시험결과를 비교해 본 결과 항타 직후의 부주면마찰력은 재하시험 시의 마찰응력보다 크게 나오는 것으로 판단되며 15일 경과후의 측정값은 비슷하게 나오는 것으로 판단되었고, 이론식에 의한 결과와도 비슷하였다. (4) 부주면마찰력의 장기관측기법을 사용하면 부주면마찰력이 발생하고 있는 중이라도 적절한 상부구조물의 시공시기를 파악할 수 있어 경제적인 시공관리가 가능한 것으로 판단된다.

The friction characteristics of automotive brake friction materials that contained different ceramic content were investigated. Several kinds of raw materials, such as resin-based binder, reinforcing fiber, friction restraint, abrasive, and filling materials were mixed, pressed, and heated in order to make the brake friction materials. The contents of SiC and BaSO4 changed from 5 vol% to 20 vol%, respectively. In addition to this, the content of Al2O3 adjusted from 1 vol% to 16 vol%. The surface morphology of the SiC containing sample appeared rough while more debris was observed when the contents of SiC increased. This implies that the SiC containing brake composite was not adequate for the automobile. However, the relatively smooth surface was observed in samples that contained the Al2O3. But the roughness was low with a content of 11 vol% Al2O3 compared to the other samples. This is consistent with the abrasive properties of the samples. In the case of BaSO4 containing samples, the smoothes surface was observed in the contents of 15 vol% BaSO4. Thus, it was concluded that the 11 vol% Al2O3 and 15 vol% BaSO4 containing composite would be the optimum content for the brake composite. Similar to the results of the surface morphology, the abrasion resistance consistently decreased when the content of SiC increased. On the contrary, the sample that contained 11 vol% Al2O3 and 15 vol% BaSO4 showed the highest abrasion resistance compared to the other samples.

In this study, the structural stability of stone pagoda in Korea is evaluated with regard to the contact characteristics between stone blocks and a method for restoring the static stability of the stone pagoda by increasing the friction coefficient between stone blocks are proposed. Existing steel insertions, which are used for a temporary retrofitting method, bring about not only decoloration on the surface due to its corrosion but also stress concentration in stone blocks which may end up fracturing blocks. In order to replace the stiff insertions such as iron with ductile materials, lead or tin, experirnental test is conducted for identifying the friction characteristics of stone blocks without/with various types of insertions and the results indicated that a ductile compound metal insertion brought about the increase of the friction coefficients when compared to the existing iron insertion.

탄소 섬유강화 에폭시기지 복합재의 경면 가공한 스테인리스강 상대재와 마찰과 마모에 바탕을 둔 연구에서는 다음과 같은 결론을 얻었다. (1) 복합재의 비마모율은 하중이 증가하면 N방향와 P방향에서는 증가하는 경향을 보이며,AP방향에서는 감소한다. 이것은 마모 메카니즘의 영향으로 속도가 증가하면 마모 이착막의 생성이 빨라져 이착막 속의 탄소섬유가 윤활제의 역할을 하기 때문이다. (2) 복합재의 마찰계수는 하중이 증가하면 N방향과 AP방향에서는 하중 39.2N까지 증가하다가 그 이상의 하중에서는 감소되며 AP방향에서는 하중이 증가함에 따라 서서히 증가하며, 또한 그 값은 N방향에서 가장 크고, AP방향이 가장 적다. (3) 일방향 탄소섬유 강화 복합재의 마모 거동에 미치는 하중의 효과는 다르며 마찰초반에 발생한 섬유에 의한 쟁기질과 섬유 굽힘 및 미소크랙에 의한 섬유 균열과 파괴에 따른 마모 메카니즘의 형태에 의한 것이다.

탄소 섬유강화 에폭시기지 복합재의 경면 가공한 스테인레스 강 상대재와 마찰과 마모에 바탕을 둔 연구에서 다음과 같은 결론을 얻었다. (1) 일방향 탄소섬유 강화 복합재의 마모 거동에 미치는 미끄럼 방향의 효과는 다르며 작용하는 마모 메커니즘의 형태에 의존한다. (2) 상온에서 경면 가공한 스테인리스 스틸에 대하여 미끄럼이 일어나면 AP 방향에서 높은 마모 저항과 낮은 마찰계수가 관찰되었다. (3) 복합재의 비마모율은 미끄럼 속도가 증가하면 N방향과 P방향에서는 감소하는 경향을 보이며, AP 방향에서는 증가하다가 감소한다. 이것은 마모 메카니즘의 영향으로 속도가 증가하면 마모 이착막의 생성이 빨라져 이착막 속의 탄소섬유가 윤활제의 역할을 하기 때문이다. (4) 복합재의 마찰계수는 미끄럼 속도가 증가하면 3방향 모두 증가하다가 일정한 값에 수렴하면 N방향이 가장 크며, P방향과 AP방향 순이다. 이는 N방향에서 마찰초반에 발생한 섬유의 쟁기질에 의한 상대재 표면의 손상과 돌기변형에 따른 것이며, AP방향의 마찰계수가 가장 낮다.