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문제 정의
- 본 연구에서는 다양한 스케일에서의 표면거칠기 특성을 대표할 수 있는 대표값 정량화에 대해 연구한 내용을 제시하고자 한다. 이의 연구배경은 유사하게 보이는 노면에 대해서도 타이어의 제동특성이 변화하는 것에 대한 정량화된 분석과 표준제시의 필요성에서 출발하였다.
- 본 연구에서는 실제의 노면을 직접 측정하지 않고 시뮬레이션 방법으로 임의의 노면을 형상화하여 Df값에따른 타이어와의 접촉 관계를 확인하고자 하였다. 비교를 위해 표면 3개에 대해 표면의 프로파일을 설정하여 연구를 진행하였다.
- 이러한 표면의 요철(asperities)에 따라 자동차의 제동거리는 여러 노면들에 대해 상당한 차이를 보이게 된다. 제동거리에는 다른 복합적인 요소로 온도, 습도 등 환경적인 요소가 많지만, 본 연구에선 이러한 요소를 제외한 접촉 매커니즘에 대해 고찰할 것이며, 노면을 통계화시키는 하나의 파라미터를 사용하여, 그 수치를 수학적으로 나타내고, 이 파라미터에 따른 임의적인 노면과 타이어 사이의 관계를 고찰하고자 한다.
가설 설정
- 본 연구에서는 노면에 작용하는 주변의 온도와 습도와 같은 조건과 노면의 상태인 빗길, 눈길 등의 상황을 배제하고 일반적인 아스팔트에서 상온과 같은 환경으로가정하고 연구를 시작하였다.
- 여기서 노면은 앞서 식 (4)와 Table 1에 나타낸 바와같이 작은 표면 요철의 진폭들을 변화시켜 3개의 임의의 프로파일을 설정하였다. 타이어의 모양은 실제 압력 하에서 변형이 발생하는 접촉 상황을 가정하여 가로와 세로가 100 × 20 (mm)인 직사각형 형상으로 가정하였고,10,000 N/m의 분포하중을 주어 힘을 가하였다. 타이어는 elastomer 물성과 Ogden의 stress-strain 선도를 통해 모델링하였다.
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