[논문]회귀분석을 이용한 모터싸이클 브레이크 디스크의 마멸량 예측

전환영; 배효준; 김영희; 류미라; 박흥식

doi:10.9725/kstle.2007.23.4.156

[국내논문] 회귀분석을 이용한 모터싸이클 브레이크 디스크의 마멸량 예측
Wear Loss Presumption of Motorcycle Disk Brake Using Regression Analysis 원문보기

윤활학회지 = Journal of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers, v.23 no.4, 2007년, pp.156 - 161

전환영 (김해대학 차량 기계계열) , 배효준 (부산정보대학 자동차기계계열) , 김영희 (동아대학교 신소재공학과) , 류미라 (동아대학교 기계공학부) , 박흥식 (동아대학교 기계공학부)

Abstract ▼ AI-Helper

The friction test using disk-on-pad type was carried out and regression analysis with friction parameters was applied fur wear loss presumption of motorcycle break disk. The wear loss has an effect on the frictional factor such as applied load, sliding speed, and number of ventilated disk hole. However, it is difficult to know the mutual relation of these factors on wear loss of motorcycle break disk. From this study, the result was shown that the regression analysis equation containing 4 elements were constructed and this equation had a trust of 95% in wear loss presumption of motorcycle break disk. It is possible to apply for another automobile parts.

Keyword

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

따라서 본 연구에서는 이륜자동차의 디스크의 방열효과와내마멸성 향상을 위한 방열 흘에 따른 마멸 특성을 분석하고자 한다. 실험 및 분석방법은 마찰 인자에 따른 상호 관계를 회귀분석법을 이용하여 디스크의 마멸량에 미치는 주요한 마찰인자를 분석하고 작동조건에 따른 변화를 분석하고자 한다.
예측을 할 수 있다. 본 연구에서의 중 회귀분석은 디스크 마멸량을 종속변수로 하고 여기에 영향을 주고 있는 독립변수(방열 홀 개수, 작용하중, 미끄럼 속도, 미끄럼 시간)를 선택하여 독립변수와 종속변수간의 관련성을 규명하려는 통계적 분석방법으로, 이를 이용하여 실험인자 사이의 정량적인 함수관계를 파악하고자 하였다. 이처럼 종속변수 y와 n개의 독립변수 x1, x2, ……xn에 대하여 i 번째 종속변수는 식 (1)과 같이 나타낼 수 있다.
본 연구에서는 이륜자동차의 디스크의 방열효과와내마멸성을 향상시키기 위하여 방열 흘에 따른 마찰 특성을 분석하였고, 마찰인자에 따른 상호 관계를 회귀 분석법을 이용하여 디스크 마멸량을 예측한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.

제안 방법

분석하고자 한다. 실험 및 분석방법은 마찰 인자에 따른 상호 관계를 회귀분석법을 이용하여 디스크의 마멸량에 미치는 주요한 마찰인자를 분석하고 작동조건에 따른 변화를 분석하고자 한다.
마찰실험을 위하여 수직형 건 마찰 시험기를 사용하였으며, Fig. 1에 이의 개요도를 나타내었다. 마찰시험에 사용된 이륜자동차 디스크와 패드 시험편은 실제부품의 약 1/10으로 축소시켜 024 mm로 하였고, 두께는 디스크 4 mm, 패드 5 nun로 제작하였다.
실험 전 디스크와 패드는 표면조도를 0.5 |imRmax 로 일정하게 하여 마찰실험을 행하였다. 그리고 두 시험편의 마찰특성을 비교하기 위한마찰계수는 시험기의디스크 시험편 홀더에 로드셀 (load cell)를 부착하여이의 마찰력 신호를 컴퓨터내의 자체 구축한 마찰계수측정 알고리즘을 이용하여 측정하였다.
5 |imRmax 로 일정하게 하여 마찰실험을 행하였다. 그리고 두 시험편의 마찰특성을 비교하기 위한마찰계수는 시험기의디스크 시험편 홀더에 로드셀 (load cell)를 부착하여이의 마찰력 신호를 컴퓨터내의 자체 구축한 마찰계수측정 알고리즘을 이용하여 측정하였다. 마찰면 온도는마찰면 원주면 하부에 02 mm의 구멍을 뚫어 여기에열전대를 삽입한 후 온도기록계를 통하여 마찰면 온도변화를 측정하였다.
그리고 두 시험편의 마찰특성을 비교하기 위한마찰계수는 시험기의디스크 시험편 홀더에 로드셀 (load cell)를 부착하여이의 마찰력 신호를 컴퓨터내의 자체 구축한 마찰계수측정 알고리즘을 이용하여 측정하였다. 마찰면 온도는마찰면 원주면 하부에 02 mm의 구멍을 뚫어 여기에열전대를 삽입한 후 온도기록계를 통하여 마찰면 온도변화를 측정하였다.
실험은 4인자 3수준의 직교 배열표를 이용하여 실험계획을 수립하여 실험을 실시하였다. 이륜자동차 디스크 브레이크 마멸 실험에 있어서 마찰 인자에 따른 디스크 마멸량을 특성치로 설정하여 각 조건에 따른 회귀분석을 이용하여 정량적인 수학적 모형을 추정하고자 하였다.
이륜자동차 디스크 브레이크 마멸 실험에 있어서 마찰 인자에 따른 디스크 마멸량을 특성치로 설정하여 각 조건에 따른 회귀분석을 이용하여 정량적인 수학적 모형을 추정하고자 하였다.
또, 회귀분석을 통한 수학적 모형인 회귀식을 이용하여 방열 홀 개수 9개의 디스크 마멸량을 예측을 검정하기 위하여 이륜자동차 디스크 브레이크 마찰 실험을 하여 결과를 얻었다.
본 연구에서는 완전요인 배치법으로 이륜자동차 디스크와 패드의 마찰실험을 행하여 Table 5와 같은 실험전과 후의 무게를 20회 이상 측정하여 그 평균값으로 마멸량을 구하였다.
1. 회귀분석을 통하여 이륜자동차 디스크의 마멸 량에 대한 수학적 모형인 회귀방정식을 구축 하였다.
즉, 마찰인자를 선정해야 한다. 본 연구에서는 마찰인자로는 방열 홀 개수, 작용하중, 미끄럼 속도 및 미끄럼 시간을 인자로 선정하였고, 각 인자는 3 수준으로 하였으며, 이를 Table 3에 나타내었다. 다음 직교배열표를 이용하여 실험 조건을 선정하고 실험을 한 후 특성치에 대해서 분석을 한다.
본 연구에서는 마찰인자로는 방열 홀 개수, 작용하중, 미끄럼 속도 및 미끄럼 시간을 인자로 선정하였고, 각 인자는 3 수준으로 하였으며, 이를 Table 3에 나타내었다. 다음 직교배열표를 이용하여 실험 조건을 선정하고 실험을 한 후 특성치에 대해서 분석을 한다.

대상 데이터

본 연구에 사용한 재료는 현재 이륜자동차 브레이크 디스크용 소재로 사용되고 있는 SUS410M과 비석면계패드를 사용하였다. 그리고 이들 재료의 화학 조성을 Table 1과 Table 2에 나타내었다.
1에 이의 개요도를 나타내었다. 마찰시험에 사용된 이륜자동차 디스크와 패드 시험편은 실제부품의 약 1/10으로 축소시켜 024 mm로 하였고, 두께는 디스크 4 mm, 패드 5 nun로 제작하였다. 디스크시험편의 방열특성을 알기 위하여 방열 흘이 없는 솔리드(solid) 형과 020 mm의 원주면에 동일한 각도로 3개와 6개의 02 mm의 구멍을 가공한 시험편을 사용하였으며, 이를 Fig.
마찰시험에 사용된 이륜자동차 디스크와 패드 시험편은 실제부품의 약 1/10으로 축소시켜 024 mm로 하였고, 두께는 디스크 4 mm, 패드 5 nun로 제작하였다. 디스크시험편의 방열특성을 알기 위하여 방열 흘이 없는 솔리드(solid) 형과 020 mm의 원주면에 동일한 각도로 3개와 6개의 02 mm의 구멍을 가공한 시험편을 사용하였으며, 이를 Fig. 2에 나타내었다.

성능/효과

그리고 ©잔차의 히스토그램으로 하나의 정점과 대칭적 종모양을 갖고 있으므로 정규분포하고 있음을 알 수 있다. (d)잔차 대 적합 값의 그래프로서 선형적 또는 일정한 규칙성이 발견되지 않으므로 정규적인 분포를 나타내고 있다는 것을 알 수 있다. 이를 통하여 디스크 마멸량의 중 회귀분석을 통한 수학적 모형은 식 (9)와 같이 쓸 수 있다.
따라서 이륜자동차 디스크 브레이크 마찰실험에 있어서 회귀분석에 의한 수학적 회귀모형은 디스크 마멸량게 미치는 마찰인자의 영향과 회귀식에 의한 마멸량예즉이 중분히 가능하다는 것을 알 수 있다.
3. 본 연구에서 구축한 회귀식에 의한 디스크 마멸량 예측에 있어서 95%의 신뢰성을 가진다.
4. 본 연구방법은 자동차 부품의 마멸량을 추정하는데 적용할 수 있고, 실험단계에서 개선된 방법을 사용하여 실험하는데 유용하다.
2. 디스크 마멸량에 대한 회귀식의 결정계수는 약 88%이상으로 설정한 마찰인자와 수준에 대한 마찰 특성을 충분히 설명할 수 있다.

후속연구

따라서 이륜자동차 디스크 브레이크 마찰실험에 있어서의 마찰인자, 즉 방열 홀 개수, 작용하중, 미끄럼 속도, 미끄럼 시간에 따른 회귀방정식으로 디스크 마멸량을 나타낼 수 있으며, 이 결과를 적용하게 되면 마찰실험 조건의 변화에 따른 디스크 마멸량에 대한예측이 가능할 것으로 생각된다.

참고문헌 (10)

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Taein Yeo, 'A study on Wear Life Prediction of Disk Brake pads,' KSAE, Vol. 10, No.4, pp. 199-205, 2002
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A. J. Hayter, 'A Proof of the Conjecture that the Tukey-Kramer Multiple Comparisons Procedure is Conservative,' Annals of Statistics, Vol. 12, pp. 61-75, 1984

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