한국형 저상버스 복합소재 차체에 대한 비틀림 강성 평가
Torsion Rigidity of Composite Material Carbody for Low Floor Bus
- 주제(키워드) 한국형 복합소재 저상버스 , 비틀림강성 , 실내 보강재 , 복합소재차체
- 주제(KDC) 한국형 복합소재 저상버스의 실내 보강재에 따른 차체 특성을 분석하였음.
- 발행기관 아주대학교 대학원
- 지도교수 박태원
- 발행년도 2008
- 학위수여년월 2008. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 기계공학과
- 본문언어 한국어
초록/요약
한국형 저상 버스는 교통약자에 대한 대중교통 시스템의 이용 증진 방침으로 제작 되어 출입구에 계단이 없고, 차체 바닥이 낮으며, 경사판(슬로프)이 장착되어 있어 장애인이 휠체어를 타거나, 아기를 유모차에 태운 채 오르내릴 수 있을 뿐 아니라 노약자들도 쉽게 이용할 수 있는 버스이다. 강철스프링이 아닌 공기를 이용한 에어 서스펜션이 차체를 떠받치기 때문에 승차감이 좋으며 원료도 기존의 디젤이 아닌 친환경적인 천연가스를 사용한다. 일반 버스와는 달리 저상버스는 에어 서스펜션을 이용하여 차체 높이를 낮출 수 있다. 그러나 저상버스는 일반 버스(Two steps)와 비교하여 비틀림 하중에 약하다. 차체를 하나의 박스형으로 보았을 때 일반 버스는 실내바닥(Floor)이 높아(지상으로부터 850mm) 차체 중간 위치에 설치되어 있어 발생될 수 있는 비틀림 하중에 대하여 보강재(Reinforcement armatures)역할을 한다. 그러나 저상버스는 실내바닥이 차체 밑 부분에(지상으로부터 340mm) 설치되어 있기 때문에 비틀림 하중에 대한 보강재 역할을 하는 부분이 없다. 단순히 2차 부재로서의 골조(Inner frame)가 차체 내부에 설치되어 있다. 운행 중인 일반 저상버스도 이런 비틀림 하중을 보완하기 위해 기존에 운행되고 있던 저상버스에 보강재 프레임(Reinforcement armatures)을 설치하여 비틀림 강성을 높였다. 그러나 개발한 한국형 저상버스는 실내 보강재가(Reinforcement armatures)없고, 단순히 2차 부재로서 골조(Inner frame)가 차체 내부에 설치되어 있다. 본 논문은 차체 시험을 참고하여 모델러에 대해 검증하고 설계한 실내 보강재(Reinforcement armatures)를 차체에 설치하였을 때 그에 따른 비틀림 해석을 수행하며 실내 보강재(Reinforcement armatures)설치에 대한 효과 및 복합재 차체 특성을 파악 하고자한다.
more초록/요약
Low Floor buses have no steps to get on or get off the main cabin to provide the old and the handicapped with easy access. Passengers with wheelchairs, carts and strollers can also use a non-threatening bridging ramp, large doors, no steps, anti-slip flooring, and generous aisle width when entering and exiting the buses. Low floor buses can be complemented by a kneeling device, which can be used when the bus is not in motion, tilting it to one side and thus lowering it even further toward the surface level of the road, often low enough to match the height of a normal curb. Though such technology has been available and in use on high or medium floor buses since the 1970s, it is significant utility on low floor buses where it enables less-mobile passenger to board and leave the vehicle without help from others. In low floor buses, therefore, torsion rigidity is one of important design variables. Car bodies for low floor buses have potentiality to be weaker in torsion rigidity than high and medium buses, because high or medium floor can serve a role as a reinforcement armature. In sime cases, low floor buses have reinforcement armatures in the cabin despite the sacrifices of esthetic seviceability and accommodation. The car body for the low floor bus, which is being developed to be propelled by CNG engine in Korea since 2003, was designed to consider Korean physical standard, passenger capacity (standee, seated, handicapped), arrangement of vehicle components, and bus law or regulations. It was also designed as an all-in-one body, without andy reinforcement armature, which has light-weight sandwich constructions with glass epoxy skins, aluminum honeycomb cores and inner-frames. In this paper, torsion rigidity of the designed car body was evaluated and compared with that of a car body with reinforcement armatures in the cabin. Finite element method verified that the designed car body without reinforcement armatures could satisfy requirements of torsion rigidity.
more목차
제1장 서론 = 1
1.1 저상버스 국내 기술 개발 현황 = 1
1.2 연구배경 및 필요성 = 3
1.3 연구내용 = 4
1.4 비틀림 평가에 대한 국내외 유사 시험 비교 = 6
제2장 본론 = 8
2.1 복합재료의 정의와 특성 = 8
2.2 복합재의 파손 평가 방법 = 11
2.2.1 한국형 저상버스 파손 평가 방법 = 11
2.2.1.2 이방성 재료 파손이론 = 12
2.3 한국형 저상버스의 특징 = 17
2.3.1 차체 구성 = 17
2.3.2 설계 제원 = 19
2.3.3 차량 조립 개념 = 19
2.3.4 차량 성능 = 21
2.4 한국형 저상버스 차체 성능 해석 절차 = 21
2.4.1 승객조건 = 23
2.4.2 하중유형 = 23
2.4.3 해석 항목 = 27
2.5 차체 성능 해석 = 27
2.5.1 수직하중시험 및 유한요소해석 = 27
2.5.1.1 차체 수직하중 시험 = 27
2.5.1.2 유한요소해석 = 32
2.5.2 보강재 설치에 따른 차체의 비틀림 강성 평가 = 38
2.5.2.1 3점 지지 시험을 통한 비틀림 강성 평가 = 38
2.5.2.2 고유진동수를 통한 비틀림 강성 평가 = 43
2.5.3 CASE 별 차체 구조해석 = 47
2.5.3.1 일반 운행 모드 = 48
2.5.3.2 출퇴근(Bad Road 등) 모드 = 49
2.5.3.3 공차(차고지 운행)주행 모드 = 50
2.5.3.4 주거지 또는 Washboard 주행 모드 = 50
제3장 결론 = 52
제4장 참고문헌 = 53
제5장 Abstract = 54
