고속철도차량 현가계 요소 기구 동특성 해석
A Study on the improvement of mechanisms through the dynamic analysis of KTX
- 발행기관 아주대학교 대학원
- 지도교수 박태원
- 발행년도 2005
- 학위수여년월 2005. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 기계공학과
- 본문언어 한국어
초록/요약
KTX 운행기간이 길어지면서 KTX의 안티롤링 메커니즘의 너클부나 차체간 연결 댐퍼 등의 부품에 문제가 발생하고 있으나 이들의 문제가 주행환경이 초기설계와 다른 것에 의한 것인지 또는 초기 설계시 부품특성선정이 미흡했는지에 대한 이유가 명확하게 밝혀지지 않고 있다. KTX의 효율적이고 원활한 운행을 위해서는 이러한 문제점들이 근본적으로 밝혀져야 하고 또한 이런 문제점들을 해결할 수 있는 방안이 마련되어야 한다. 이를 위해서 이 연구에서는 KTX 차량의 동력학 모델을 이용하여 현재 발생하고 있는 문제점들의 근본적인 문제를 이해하고 차후 실험과 비교를 통해 모델의 신뢰성을 확보한 후 문제점이 있는 부품의 설계 또는 구조개선에 필요한 방안을 마련하는 기초연구에 목적이 있다. 본 연구에서는 ADAMS를 활용하여 모델을 작성한 사례가 전무하였던 안티롤링 메커니즘의 Redundant 구조를 수학적인 모델로 작성하고 동역학 해석을 수행하여 거동을 분석하였다. 그리고 차후 차체간 연결댐퍼의 모델 작성을 통해 KTX 운행시 불안전 요소를 물리적으로 이해하고 나아가, 안티롤링 메커니즘과 차체간 연결댐퍼의 설계변경을 제안할 수 있는 토대를 마련하였다.
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목차
제1장 서론 = 1
제1절 연구의 필요성 = 1
제2절 연구의 목표 및 내용 = 4
제2장 본론 = 5
제1절 동역학 해석의 이론적 배경 = 5
제1항 구속 방정식 = 6
제2항 구속기계계의 운동방정식 = 9
제2절 ADAMS/Rail을 이용한 철도 차량 동역학 모델 = 13
제1항 ADAMS/Rail에서 동역학 모델 단계 = 13
제2항 ADAMS/Rail Template = 14
제3항 ADAMS/Rail Assembly = 15
제4항 Wheel/Rail Profile = 16
제3절 KTX 동역학 모델 구성요소 = 18
제4절 KTX 상세 모델 정보 = 19
제1항 단위계 = 19
제2항 Anti-Rolling 메커니즘 모델 = 20
제3항 Assembly = 21
1. 동력차와 동력차 대차 Communicator = 21
2. 동력객차와 동력객차 대차 Communicator = 23
3. 객차와 객차대차 Communicator = 24
4. 차체와 차체 Communicator = 25
제3장 정적 해석 = 27
제1절 정적해석(Static analysis) = 27
제1항 동력차(PC) 정적평형 = 28
제2항 동력객차(MTC), 객차(TC) 정적평형 = 29
제4장 동역학 해석 = 30
제1절 직선 구간(300Km/h 직선 주행) = 32
제1항 Wheel Contact Lateral Force = 32
제2항 Wheel Contact Vertical Force = 33
제2절 R250_40Km/h 곡선부 주행 = 34
제1항 Track Profile = 34
제2항 Wheel Contact Lateral Force 결과 및 고찰 = 35
제3항 Wheel Contact Lateral Force와 원심력 비교 = 37
제4항 Wheel Contact Vertical Force 결과 및 고찰 = 39
제5항 현가장치 변위 고찰 = 40
제3절 곡선 주행(R600_110Km/h) = 45
제1항 Track Profile = 45
제2항 Wheel Contact Lateral Force 결과 및 고찰 = 46
제3항 Wheel Contact Lateral Force와 원심력 비교 = 47
제4항 Wheel Contact Vertical Force 결과 및 고찰 = 50
제5항 현가장치 변위 고찰 = 51
제4절 곡선 주행(R7000_300Km/h) = 55
제1항 Track Profile = 55
제2항 Wheel Contact Lateral Force 결과 및 고찰 = 56
제3항 Wheel Contact Lateral Force와 원심력 비교 = 58
제4항 Wheel Contact Vertical Force 결과 및 고찰 = 60
제5항 현가장치 변위 고찰 = 61
제5장 결론 = 63
제6장 참고문헌 = 64
