마찰계수 - friction coefficient

기술용어통

반디통 용어집

두 물체가 서로 접촉하게 되면 접촉하고 있는 면에 수직으로 침투하려는 거동에 저항하는 수직성분의 힘과 평행한 방향으로 서로 미끄러지는 것을 방해하려는 접선성분의 힘이 유발된다. 전자를 수직 접촉력(normal contact force) 그리고 후자를 마찰력(frictional force)으로 정의하고 있다. 마찰계수는 마찰력을 수직 접촉력으로 나눈 상대적인 비율로 정의되며, 두 물체의 재질과 접촉하고 있는 물체 표면의 상태에 따라 크게 영향을 받는다. 예를 들어 금속과 금속사이의 마찰보다 금속과 고무 사이의 마찰계수가 월등히 크고, 접촉하는 두 물체 사이에 윤활이 존재하는 경우보다 그렇지 않은 경우가 마찰계수가 높다.

한편 마찰계수는 정지 마찰계수(static friction coefficient)와 동 마찰계수(dynamic friction coefficient)로 구분된다. 전자는 정지하고 있는 두 물체 사이에서의 값인 반면 후자는 상대적인 운동을 하고 있는 경우에서의 값으로 정의되며, 후자의 경우가 전자보다 다소 높다. 만일 두 물체가 정지상태에서 접촉하고 있는 경우, 미끄러짐을 일으키기 위해 물체에 평행하게 가해야 하는 힘은 정지마찰계수와 수직 접촉력을 곱한 값보다 커야 한다. 그렇지 않은 경우에는 두 물체 사이에는 서로 미끄러짐이 발생하지 않는다. 접촉하고 있는 두 물체를 서로 미끄러지게 하기 위해 필요한 마찰력을 최대 정지 마찰력(maximum static frictional force)이라고 부른다.

접촉이 존재하는 물체의 거동을 유한요소해석(finite element analysis)으로 분석할 경우, 정확한 마찰계수의 선정이 대단히 중요하다. 왜냐 하면, 접촉부위 근처에서의 물체 거동은 마찰계수에 따라 현저히 달라지기 때문이다. 만일 마찰력의 영향이 그다지 중요하지 않은 경우에는 무마찰(frictionless) 조건을 적용하여도 무방하다.

. C101

반디통 category-cae 마찰력 마찰계수 friction coefficient