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접촉하고 있는 두 평판 사이에 상대 속도가 발생하는 경우 접촉면에서는 마찰에 의해 열이 발생하게 된다. 이 때 접촉하고 있는 두 평판 사이에서 발생하는 접촉 압력은 접촉면의 거칠기로 인해 균일하지 못하고 불 균일한 분포를 이루게 되며, 이러한 접촉 압력의 불 균일한 분포는 마찰에 의해 발생되는 열에 의한 접촉면의 불 균일한 변형을 초래하여 시스템을 불안정한 상태로 이끌게 된다. 한편 전기 모터에서 나타나는 현상을 불안정성과 관련하여 말할 수 있는데, 앞서 말한 현상과의 차이점은 접촉면에서의 마찰에 더하여 전압 차로 인해 평판 내에서 전류에 의한 열이 발생된다는 것이다. 전류에 의해 발생되는 열은 마찰에 의해 발생되는 열과는 달리 전도도에 따른 방향성을 가지지 않고 평판 자체 내에서 Joule heating에 의해 발생되며 이로 인해 평판의 변형 및 온도 분포의 변화가 나타나게 된다. 이전까지는 접촉면에서 발생하는 현상이 열 탄성 불안정성에 있어서 지배적인 현상으로 생각되어 이러한 Joule heating에 의한 영향이 고려되지 않았으나, 실제 해석을 통해 확인한 결과 Joule heating에 의한 영향에 의해서도 시스템의 불안정성이 영향을 받는다는 것을 확인할 수 있었다. 하지만 마찰에 의한 현상과 전류에 의한 Joule heating의 영향을 동시에 고려하는 것이 쉽지 않아 우선적으로 이 두 현상을 하나의 식으로 나타내는 것이 가장 중요하다고 생각되었다.본 연구는 먼저 이전에 나왔던 이론적 결과를 바탕으로 접촉면에서 발생하는 마찰에 의한 현상과 전류에 의해 평판 자체에 나타나는 Joule heating에 의한 현상을 하나의 식으로 나타내고자 반 무한 평판을 모델로 하여 이론적인 방법으로 연구를 진행하였다. 이와 동시에 열 탄성 불안정성 해석과 관련하여 이전에 이론적 연구 결과를 바탕으로 이를 해석적인 방법으로 연구한 결과와 비교하여 ...

접촉하고 있는 두 평판 사이에 상대 속도가 발생하는 경우 접촉면에서는 마찰에 의해 열이 발생하게 된다. 이 때 접촉하고 있는 두 평판 사이에서 발생하는 접촉 압력은 접촉면의 거칠기로 인해 균일하지 못하고 불 균일한 분포를 이루게 되며, 이러한 접촉 압력의 불 균일한 분포는 마찰에 의해 발생되는 열에 의한 접촉면의 불 균일한 변형을 초래하여 시스템을 불안정한 상태로 이끌게 된다. 한편 전기 모터에서 나타나는 현상을 불안정성과 관련하여 말할 수 있는데, 앞서 말한 현상과의 차이점은 접촉면에서의 마찰에 더하여 전압 차로 인해 평판 내에서 전류에 의한 열이 발생된다는 것이다. 전류에 의해 발생되는 열은 마찰에 의해 발생되는 열과는 달리 전도도에 따른 방향성을 가지지 않고 평판 자체 내에서 Joule heating에 의해 발생되며 이로 인해 평판의 변형 및 온도 분포의 변화가 나타나게 된다. 이전까지는 접촉면에서 발생하는 현상이 열 탄성 불안정성에 있어서 지배적인 현상으로 생각되어 이러한 Joule heating에 의한 영향이 고려되지 않았으나, 실제 해석을 통해 확인한 결과 Joule heating에 의한 영향에 의해서도 시스템의 불안정성이 영향을 받는다는 것을 확인할 수 있었다. 하지만 마찰에 의한 현상과 전류에 의한 Joule heating의 영향을 동시에 고려하는 것이 쉽지 않아 우선적으로 이 두 현상을 하나의 식으로 나타내는 것이 가장 중요하다고 생각되었다.본 연구는 먼저 이전에 나왔던 이론적 결과를 바탕으로 접촉면에서 발생하는 마찰에 의한 현상과 전류에 의해 평판 자체에 나타나는 Joule heating에 의한 현상을 하나의 식으로 나타내고자 반 무한 평판을 모델로 하여 이론적인 방법으로 연구를 진행하였다. 이와 동시에 열 탄성 불안정성 해석과 관련하여 이전에 이론적 연구 결과를 바탕으로 이를 해석적인 방법으로 연구한 결과와 비교하여 해석적 방법의 타당성을 먼저 증명하였다. 이후 실제 접촉면에서 발생하는 접촉 압력에 의한 접촉 저항이 열 탄성 불안정성에 어떠한 영향을 미치는가를 확인하고 접촉 저항이 고려되지 않은 이전 연구 결과와 어떤 차이점이 있는가도 확인하였다. 접촉 저항을 고려한 경우 접촉면에서는 더욱 더 불 균일한 온도 분포가 발생하였으며, 이로 인해 결과적으로 시스템이 불안정한 상태가 된다는 것을 확인할 수 있었다. 다음으로는 전기적 특성에 의한 영향을 고려하여 해석을 수행하였다. 먼저 전압 차에 따라 발생하는 Joule heating의 영향을 고려한 해석을 수행하여 Joule heating이 불안정성에 어떤 영향을 미치는가를 확인하였다. Joule heating의 영향은 결과적으로 평판 내부의 온도를 상승시키며, 온도 상승으로 인해 평판의 변형이 더욱 쉽게 발생하여 불안정한 상태로 진행됨을 확인하였다.마지막으로 전기 접촉 저항을 고려하여 해석을 진행하였다. 전기 접촉 저항은 접촉면의 Stiffness와 밀접한 관련이 있으며, 접촉면의 온도 분포에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 이러한 사실을 바탕으로 전기 접촉 저항을 전압 차를 가지는 열 탄성 불안정성 해석에 적용하여 결과를 확인한 결과 전압 차가 증가할수록 전기 접촉 저항은 감소하는 것으로 확인하였다. 그리고 전압 차에 따른 불안정성을 판단하면 전기 접촉 저항은 감소함으로써 불안정성을 감소시키는 역할을 하지만 상대적으로 열 접촉 저항과 Joule heating이 불안정성에 미치는 영향이 커서 전압 차가 증가함에 따라 불안정성은 전기 접촉 저항을 고려하지 않은 경우와 유사한 형태로 커진다는 것을 확인할 수 있다. 결과적으로 본 연구에서 고려한 열 접촉 저항, Joule heating, 그리고 전기 접촉 저항은 불안정성에 영향을 미친다는 것을 확인하였으며, 특히 본 연구에서 중요하게 생각했던 Joule heating의 영향은 상대적으로 큰 반면, 전기 접촉 저항의 영향은 상대적으로 작다는 점을 확인하였다.

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