Original Article
  • Thermolelastic Analysis of Carbon/Carbon Composite Brake Disk
  • Hyeon-Wu Sonn, Chang-Sun Hong, Chun-Gon Kim, Dae-Un Sung, Byung-Il Yoon,
  • 탄소/탄소 복합재 브레이크 디스크의 열탄성 연구
  • 손현우(한국과학기술원 항공우주공학과), 홍창선(한국과학기술원 항공우주공학과), 김천곤(한국과학기술원 항공우주공학과), 성대운(한국과학기술원 항공우주공학과), 윤병일(국방과학연구소 기술연구본부)
Abstract
본 연구에서는 탄소/탄소 복합재 브레이크 디스크에서 생기는 열탄성 현상을 풀 수 있는 정상상태의 모델을 제시하였다. 여러 마찰면들에서 생기는 현상들 간의 연계를 고려하여 열탄성 현상을 효율적으로 해석할 수 있는 유한요소 프로그램을 개발하였다. 탄소/탄소 복합재 브레이크 디스크에 대한 온도장, 마찰면에서의 압력 분포 그리고 열 플럭스 벡터등의 유한요소 계산 결과가 언급되었다. 디스크의 갯수가 늘어날수록 마찰면들의 압력분포는 다른 마찰면들과의 열적, 기계적 연관성에 의해 대칭성을 잃기 때문에 브레이크 디스크 시스템 전체를 모델링하여 열탄성 해석을 수행하여야 한다. 직교이방성의 특성을 살린 복합재 브레이크 디스크를 사용하는 것이 등방성 브레이크 디스크를 사용하는 것 보다 더 좋다. 그 이유는 브레이크 마찰재료 관점에서 보면 복합재 브레이크 디스크가 등방성 브레이크 디스크 보다 접촉면적이 크기 때문에 브레이크 디스크의 열 흐름을 원활하게 하여 마찰면들에서의 압력 및 온도 분포를 균일하고도 작게하여 주기 때문이다.

본 연구에서는 탄소/탄소 복합재 브레이크 디스크에서 생기는 열탄성 현상을 풀 수 있는 정상상태의 모델을 제시하였다. 여러 마찰면들에서 생기는 현상들 간의 연계를 고려하여 열탄성 현상을 효율적으로 해석할 수 있는 유한요소 프로그램을 개발하였다. 탄소/탄소 복합재 브레이크 디스크에 대한 온도장, 마찰면에서의 압력 분포 그리고 열 플럭스 벡터등의 유한요소 계산 결과가 언급되었다. 디스크의 갯수가 늘어날수록 마찰면들의 압력분포는 다른 마찰면들과의 열적, 기계적 연관성에 의해 대칭성을 잃기 때문에 브레이크 디스크 시스템 전체를 모델링하여 열탄성 해석을 수행하여야 한다. 직교이방성의 특성을 살린 복합재 브레이크 디스크를 사용하는 것이 등방성 브레이크 디스크를 사용하는 것 보다 더 좋다. 그 이유는 브레이크 마찰재료 관점에서 보면 복합재 브레이크 디스크가 등방성 브레이크 디스크 보다 접촉면적이 크기 때문에 브레이크 디스크의 열 흐름을 원활하게 하여 마찰면들에서의 압력 및 온도 분포를 균일하고도 작게하여 주기 때문이다.

This Article

  • 1995; 8(1): 43-57

    Published on Feb 28, 1995