브레이크 마찰재의 Stick-slip 현상에 관한 연구

Abstract

최근 생활 수준의 향상에 따른 소비자 욕구의 증대로 많은 산업에서 이를 충족시킬 제품의 고급화 전략을 펼치고 있다. 자동차 산업도 예외는 아니다. 예전 ‘기계공학의 꽃’이라고 불렸던 자동차 산업도 많은 전자장치를 도입하여 제품의 편의성을 높이고 소음문제나 차량의 안정성 문제에 보다 많은 신경을 쓰고 있다. 이러한 노력들로 인해 자동차는 많은 발전을 이루어 왔지만 소비자들의 욕구는 계속 증대되어 새로운 문제들을 제기하고 있다. 이들 중 하나가 바로 브레이크 소음에 관련된 문제이다. 엔진 소음 자체를 줄이고 sealing에 많은 신경을 써서 차량 외부로부터 유입되는 소음을 줄이고 나니 크게 문제되지 않던 브레이크 소음이 새로운 문제점으로 부각된 것이다. 최근들어 브레이크 시스템에서 발생하는 크립 그론 소음이 고객들로부터 많은 항의를 받고 있으며, 그 크립 그론 소음의 주요 원인으로 스틱-슬립 현상을 들고있다. 본 논문에서는 브레이크 디스크와 브레이크 마찰재 사이에 나타나는 마찰 특징을 9가지의 마찰재 시편과 11가지의 환경조건(4가지의 다른 온도, 3가지의 다른 상대 습도)에서 실험을 통하여 알아보았다. 브레이크 크립 그론 소음에 대한 우선순위를 실험 결과로부터 추정할 수 있었다. 더불어, 실험 결과를 재현하는 이론 해석 결과를 수치해석을 수행하여 얻었다. 최종적으로, 실험 결과와 이론 해석 결과를 비교, 분석하여 브레이크 디스크와 브레이크 마찰재의 상대속도에 따른 마찰 계수의 분포를 추정할 수 있었다.