김태헌
2000-06-07 16:27:30
1
131
안녕하십니까?
몇가지 문서들을 찾아보았습니다만, 별다른 내용이 없어서 이렇게 여러분들의 자문을 구하고자 합니다.
노면에서 타이어가 Slip이 발생할때는 동마찰상태가 이지만, 차량이 약간씩 주행되면서 어느 임계점을 넘어서게 되면 정상상태(정마찰)가 됩니다.
주로 Rally경주나 Off Road에서 흔히 볼수 있죠, 물론 일반적인 차량 주행시에도 미미하나마 발생하겠지만요.
제가 알기로는 마찰계수(동/정)는 일정조건(하중,접지면 상태등)에서 일정 값을 갖는 것으로 알고 있는데, 그러하다면, 서로 다른 값을 갖는 동마찰과 정마찰계수가 갑자기 전이된다는 것이 좀...이해가 안됩니다.
동마찰상태에서 정마찰 상태로의 전환상태를 분석하는데 있어서 고려해야 할 점과 관련 지배식은 무엇인지 자문을 부탁드립니다.
몇가지 문서들을 찾아보았습니다만, 별다른 내용이 없어서 이렇게 여러분들의 자문을 구하고자 합니다.
노면에서 타이어가 Slip이 발생할때는 동마찰상태가 이지만, 차량이 약간씩 주행되면서 어느 임계점을 넘어서게 되면 정상상태(정마찰)가 됩니다.
주로 Rally경주나 Off Road에서 흔히 볼수 있죠, 물론 일반적인 차량 주행시에도 미미하나마 발생하겠지만요.
제가 알기로는 마찰계수(동/정)는 일정조건(하중,접지면 상태등)에서 일정 값을 갖는 것으로 알고 있는데, 그러하다면, 서로 다른 값을 갖는 동마찰과 정마찰계수가 갑자기 전이된다는 것이 좀...이해가 안됩니다.
동마찰상태에서 정마찰 상태로의 전환상태를 분석하는데 있어서 고려해야 할 점과 관련 지배식은 무엇인지 자문을 부탁드립니다.
공지사항
제 전공이 아니지만 조금 설명드리겠습니다.
질문하신 동마찰이라함은 변동마찰력을 의미하는 것 같습니다. 아울러 정마찰이라함은 정상상태(Steady state)의 마찰로 볼 수 있을 것 같습니다.
일반적으로 구름마찰의 경우 타이어를 예로들어 설명하면, 타이어와 지면의 만나는 부분은 점 접촉이아니라 하중을 지지하기 위해 일정한 면 접촉임을 알수 있습니다.
이러한 변형된 타이어와 지면과의 접촉 면적의 변화에 따라 지면으로부터 받는 압력분포가 변화하고 자동차의 출발시 최대압력이 작용하는 부분은 타이어의 중심을 통과하지 못하고 진행방향으로 치우쳐 존재하게 됩니다. 간단히 설명하면 앞쪽에 존재합니다. 이때 마찰모멘트가 작용하여 타이어의 구름을 방해하는 방향으로 마찰력을 작용시키는 것으로 생각하시면 됩니다.
타이어는 강체(rigid body)가 아니며 탄성체이므로 구름이 진행되면서 변형이 되며, 이런 변형의 메카니즘이 말씀하신 동마찰상태입니다.
자동차기 주행하면서 일정한 속도에 달하게되면 타이어의 변형 역시 일정한 상태가되고 접촉면적의 형상 역시 일정하게 됩니다. 즉 마찰모멘트가 일정하게되고 이때의 마찰이 말씀하신 정마찰상태입니다.
동마찰과 정마찰의 상태는 생각하시는 바와 같이 불연속적인 변화가 아니라 "강체가 아닌 탄성체 타이어와 지면과의 상호작용"의 결과입니다.
그러므로 타이어의 변형과 이때 지면으로 부터 작용하는 반력의 크기와 위치(타이어에서는 압력 profile로 나타납니다)의 변화가 말씀하신 정마찰과 동마찰을 설명하는 이론입니다.
더 자세한 내용은 Tribology를 전공하는 사람들에게 물어보면 자세히 답해주실 것 입니다.
대표적인 분으로 KAIST의 김경웅 교수님(http://tribo.kaist.ac.kr/) 실험실로 문의하시면 될 것 입니다.
감사합니다.