Prediction of micro wear depth between engineering polymers
- 주제어 (키워드) Micro wear , Polymer , Wear coefficient , Archard wear model , Finite element analysis , 마이크로 마모 , 폴리머 , 마모 계수 , Archard 마모 모델 , 유한요소해석
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 김동철
- 발행년도 2022
- 학위수여년월 2022. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 기계공학과
- 실제 URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000066955
- UCI I804:11029-000000066955
- 본문언어 영어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록
In polymer industries, visibility change due to wear has become a severe concern for applications where surface aesthetics are essential. Change in surface visibility is detected by bare eyes by even micro-scale surface height change. Thus the micro-scale wear prediction of polymer is required. However, the prediction of polymer-polymer wear is still challenging due to the limitations of the wear measurement and the wear coefficient determination. Here, the wear coefficient determination method is proposed for polymer-polymer wear and validated the prediction model with the engineering polymer component wear test. The wear depth is measured after the sliding wear test and the wear prediction model is developed to derive the wear coefficient. The measured and predicted wear depth from the component wear test shows a difference smaller than 5 um, in the range of no change in scratch visibility. This study enables accurate prediction of polymer-polymer wear, which has not been possible to date, and it is expected to enable many applications in the polymer industry, such as component design, scratch visibility prediction, and quality assurance.
more초록
마모로 인한 가시성 변화는 표면의 미학적 품질에 심각한 저해 요소로 폴리머 산업에서 중대한 문제이다. 마이크로 수준의 표면 높이 변화에도 표면의 가시적 변화를 맨눈으로 관찰할 수 있다. 따라서 폴리머의 마이크로 스케일 마모 예측이 필요하다. 그러나, 마모 측정과 마모 계수 결정의 한계로 인해 폴리머-폴리머 접촉 사이의 마모 예측이 여전히 어렵다. 본 연구에서는 폴리머-폴리머 마모에 대한 마모 계수 결정 방법을 제안하고 폴리머의 부품 단위 마모 시험으로 예측모델을 검증하였다. 엔지니어링 폴리머 간의 슬라이딩 마모 시험 후 마모 깊이를 측정하고 마모 예측 모델을 개발하여 마모 계수를 도출하였다. 폴리머 부품을 사용한 마모 시험에서 실험 결과와 예측 결과 마모 깊이는 5um보다 작은 차이를 보였다. 마이크로 수준의 가시성의 관측 범위 내 마모 깊이 예측을 통해 표면 가시성 변화 수준 역시 예측 가능하다. 본 연구를 통해 현재까지 불가능했던 폴리머-폴리머 마모의 정확한 예측이 가능하고 이는 폴리머 산업에서 부품 설계, 스크래치 가시성 예측 및 품질 보증과 같은 많은 응용을 가능하게 할 것으로 기대된다.
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