The Journal of Korea Institute of Information, Electronics, and Communication Technology (한국정보전자통신기술학회논문지)

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Analysis of Performance of Multi-functioned frictional force measuring instrument using adaptive smoothing

적응화 평활화법을 이용한 다기능 마찰력 측정기의 성능 분석

  • Received : 2019.02.26
  • Accepted : 2019.03.09
  • Published : 2019.04.30
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Abstract

We have developed the multi-functioned friction measuring instrument for the previous research. In here, we improved the performance of friction measuring instrument by applying the adaptive smoothing method and analyzed the friction of plate and monitoring function of friction surface through scratch tests. We substituted lubricant steel plate to lubricant oil used for reducing the friction when fabricating steel plate because lubricant oil was regarded as one of the major causes for the environmental pollution. In particular, the functions of various plate such as galvannealed steel sheets were analyzed because friction coefficient could be changed depending on the type of organic/inorganic plate or state of coating layer. Therefore, we demonstrated that adaptive smoothing method could enhance the accuracy of measuring instrument which eliminate the noise. As a result of using the method, it showed the reduction rate 0.0417% for the friction coefficient 0.16.

우리는 선행연구로 다기능 마찰력 측정기를 개발해 왔고 본 논문에서는 적응화 평활화 방법을 적용하여 마찰력 측정기의 성능을 개선하고자 하였으며, 스크래치 테스트를 통해 시편에 대한 마찰력과 마찰면의 모니터링 기능을 심도 있게 분석하였다. 일반적으로 강판을 가공하여 사용하고자 할 때 마찰을 줄이기 위해서 윤활유를 사용하지만, 윤활유는 환경오염의 큰 원인이기 때문에 본 연구에서는 윤활강판을 사용하였다. 특히, 윤활강판의 마찰계수는 유기, 무기 등의 시편의 종류 및 코팅층의 상태에 따라 변화하기 때문에 합금화 용융아연도금강판과 같은 다양한 시편에 대한 정밀한 실험을 통해 분석하였다. 이를 토대로 적응화 평활화법을 이용하여 잡음이 제거된 정확한 마찰계수를 측정할 수 있는 측정기의 성능을 향상시킬 수 있음을 검증하였다. 그 결과로서 마찰계수 0.16에 대하여 적응화 평활화법을 이용한 경우 저감률이 0.0417%임을 보였다.

Keywords

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그림 1. 다기능 마찰력 측정장치 개요도 Fig. 1. Schematic of Friction Power Measurement Device

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그림 3 다축 로드셀과 압입자 Fig. 3. Multi Component Load Cell and Indenter

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그림 4. 강판 종류별 SKD11에 의한 마찰계수 측정치 Fig. 4. Friction Coef. Measurement Values using SKD11 for Steel Plates.

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그림 5. 강판 종류별 SUJ2에 의한 마찰계수 측정치 Fig. 5. Friction Coef. Measurement Values using SUJ2 for Steel Plates.

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그림 6. 윤활강판의 OIL처리/미처리 시트의 마찰계수 비교, (a)유기계, (b)무기계, (c)GA Fig. 6. Comparison of Friction Coefficient of Lubricated Steel Sheet with/without OIL handling, (a)Organic, (b)Inorganic, (c)GA

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그림 7. 다기능 마찰력측정시스템 주화면, (a)그래프, (b)측정 이미지, (c)셋팅 및 측정값 Fig. 7. Multi-friction Measurement System, (a)Graphs, (b)Measurement Image, (c)Setting and Measurement Values

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그림 8. 크랙의 모니터링 Fig. 8. Monitoring of Crack

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그림 9. 윤활강판 마찰계수 Fig. 9. Friction Coefficient of Lubricated Steel

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그림 10. 윤활강판 마찰계수(Savitzky-Golay Filter) Fig. 10. Friction Coefficient of Lubricated Steel((Savitzky-Golay Filter)

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그림 11. 윤활강판 마찰계수(적응화 평활화) Fig. 11. Friction Coefficient of Lubricated Steel(Adapt-ive Smoothing)

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그림 12. 필터 및 적응화 평활화법 적용 마찰계수 비교 Fig. 12. Friction Coefficient Comparison applying Filter and Adaptive Smoothing

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그림 2. 마찰력 측정장치 레이아웃 Fig. 2. Layout of Friction Power Measurement Device

표 1. 마찰계수 측정 조건 Table 1. Friction Coefficient Measurement Conditions

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표 2 압입자 재질과 강판 종류별 마찰계수 비교 Table 2. Friction Coef. Comparison of Indenter Material and Several Steel Sheets

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표 3. 윈도우 사이즈에 따른 마찰계수 비교 Table 3. Friction Coef. Comparison of Window Sizes

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References

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