고속철도 차량의 댐퍼 긁힘의 발생원인에 관한 연구
A Study on the breakage of a damper used in the KTX
초록/요약
최근 철도에 대한 진동․소음문제에 대한 소비자 요구가 점점 높아지고 있다. 하지만 휠과 레일, 차륜 답면 주행에 미치는 요소, 틸팅 메커니즘의 곡선부에서의 주행 안정성 평가 등 차량의 주행 안정성에 대한 많은 연구가 수행되는 반면에 고속 철도차량의 실운용에 따라 나타나는 현안 사항에 대한 연구는 미흡한 실정이며 지금부터라도 차량의 효율적 유지보수 및 안전성 확보를 위한 기반 기술 확보가 시급한 상황이라 할 수 있다. 특히, 고속철도 운행 초기에 관련된 기초 자료가 거의 없는 시점에서 차량 부품의 고장 원인 분석 및 이에 대한 개선안 제시를 위한 기술 자료의 축적은 필수적이다. 이를 위해서 부품의 고장 원인과 전달 메커니즘에 대한 정확한 이해를 바탕으로 신뢰성 있는 철도 차량 및 차체 간 댐퍼 모델을 구축 하였으며 여러 조건에서 해석을 함으로서 문제점에 대한 원인을 파악할 수 있었다.
more목차
제 1장 서론 1
1.1 연구의 필요성 1
1.2 연구개발의 목표 2
제 2 장 동력학 모델링 3
2.1 동역학 해석의 이론적 배경 3
2.1.1 구속 방정식 5
2.1.2 구속 기계계의 운동방정식 7
2.2 철도차량의 휠/레일 구름 접촉 이론 11
2.2.1 크립 11
2.2.2 크립 힘 13
2.2.3 휠/레일의 타원 접촉 14
2.2.4 휠/레일 구름 접촉 문제 17
2.2.5 휠/레일 구름 접촉 이론(Kalker’s linear Theory) 21
2.3 유연체 동역학 해석의 이론적 배경 23
2.3.1 모달 중첩 23
2.3.2 모드의 합성 26
2.3.3 Mode Shape Orthonormalization 29
2.4 철도차량의 모델링 34
2.4.1 모델링 개요 34
2.4.2 유연체 동역학을 이용한 Damper 모델링 36
제 3 장 정적 해석 39
3.1 Preload 해석 39
3.2 정적 해석 40
제4장 동역학 해석 42
4.1 곡선 구간(R250-40Km/h) 45
4.1.1 차체간 댐퍼 46
4.1.2 요댐퍼 48
4.2 곡선 구간(R600-110Km/h) 50
4.2.1 차체간 댐퍼 51
4.2.2 요댐퍼 53
4.3 곡선 구간(R7000-300Km/h) 55
4.3.1 차체간 댐퍼 56
4.3.2 요댐퍼 57
4.4 직선 구간(제동 주행) 59
4.4.1 차체간 댐퍼 60
4.4.2 요댐퍼 62
4.5 직선 구간(제동 주행) 63
제 5 장 결론 65
제 6 장 참고문헌 66
