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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 구정서, 함영삼
- 발행연도
- 2018
- 저작권
- 서울과학기술대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수9
이 논문의 연구 히스토리 (3)
2018
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본 논문에서는 화물철도차량 50량과 각 차량 간 연결을 위해 AAR E형 연결기와 스틸완충기를 다물체 동역학 프로그램인 SIMPACK을 이용하여 동역학 모델링하였다. 해석결과를 AAR E형 연결기 규정인 AAR M-211 기준과 해외학술대회 논문의 피로한도 값과 비교하여 연결기의 영구변형 및 재질의 무한수명을 평가하였다. 제동 전 속도는 80 [km/h], 열차의 무게는 만차, 제동지연 시간은 0.1 [sec], 연결기의 틈새량은 2[mm] 조건으로 해석을 진행하였다.
해석결과 29번째 연결기에서 최대 988 [kN]이 발생하였다. 연결기의 영구변형 기준은 1800 [kN]이므로 이 조건은 만족할 수 있었지만, 연결기 재질의 무한수명 기준은 790 [kN]이므로 이 조건은 만족하지 못했다. 그래서 해석 조건을 연결기의 틈새량, 열차 간 제동 지연 시간, 실제 제동 시간 데이터, 열차 편성 변화 (분산중련 무선제어 시스템)을 조건으로 하여 해석을 진행하였다.
첫 번째로 연결기 틈새량 변화에 따른 충격력 해석하여 이를 연결기의 너클 기준과 비교한 결과 제동 지연시간이 0.1[sec]일 때 틈새량 40 [mm] 이상 시 연결기 너클의 영구변형기준을 만족시키지 못했다. 또한 모든 틈새량 조건에 재료의 무한 수명기준을 만족시키지 못했다.
두 번째로 유진기공에서 실제 시험을 이용하여 산출한 제동지연 시간 및 공주시간을 모델링의 적용하여 충격력 해석하여 이를 연결기 너클 기준과 비교한 결과 틈새량 50 [mm] 이상 시 연결기 너클의 영구변형기준을 만족시키지 못했다. 또한 모든 틈새 조건에 재료의 무한 수명기준을 만족시키지 못했다.
세 번째로 열차 간 제동 지연 시간 변화에 따른 충격력 해석하여 이를 연결기 너클 기준과 비교한 결과 틈새량이 20 [mm] 일 때, 제동지연시간이 0.06 [sec] 이하에서 재료의 무한 수명기준을 만족시켰다.
마지막으로 분산중련 무선제어 시스템을 이용하여 기관차 2량을 모델링의 적용하여 충격력 해석하여 이를 연결기 너클 기준과 비교한 결과 제동 지연시간이 0.1[sec] 일 때, 모든 틈새량 조건에서 재료의 무한 수명을 만족시켰다.
틈새 량을 20 [mm] 이하로 유지하면서 제동지연시간을 0.06 [sec]이하로 유지하거나 분산중련 무선 시스템을 이용하여 열차를 편성하면 피로해석 시 피로한도 보다 작은 응력 값이 발생하기 때문에 연결기의 무한 수명기준을 만족시킬 수 있다.
해석결과 29번째 연결기에서 최대 988 [kN]이 발생하였다. 연결기의 영구변형 기준은 1800 [kN]이므로 이 조건은 만족할 수 있었지만, 연결기 재질의 무한수명 기준은 790 [kN]이므로 이 조건은 만족하지 못했다. 그래서 해석 조건을 연결기의 틈새량, 열차 간 제동 지연 시간, 실제 제동 시간 데이터, 열차 편성 변화 (분산중련 무선제어 시스템)을 조건으로 하여 해석을 진행하였다.
첫 번째로 연결기 틈새량 변화에 따른 충격력 해석하여 이를 연결기의 너클 기준과 비교한 결과 제동 지연시간이 0.1[sec]일 때 틈새량 40 [mm] 이상 시 연결기 너클의 영구변형기준을 만족시키지 못했다. 또한 모든 틈새량 조건에 재료의 무한 수명기준을 만족시키지 못했다.
두 번째로 유진기공에서 실제 시험을 이용하여 산출한 제동지연 시간 및 공주시간을 모델링의 적용하여 충격력 해석하여 이를 연결기 너클 기준과 비교한 결과 틈새량 50 [mm] 이상 시 연결기 너클의 영구변형기준을 만족시키지 못했다. 또한 모든 틈새 조건에 재료의 무한 수명기준을 만족시키지 못했다.
세 번째로 열차 간 제동 지연 시간 변화에 따른 충격력 해석하여 이를 연결기 너클 기준과 비교한 결과 틈새량이 20 [mm] 일 때, 제동지연시간이 0.06 [sec] 이하에서 재료의 무한 수명기준을 만족시켰다.
마지막으로 분산중련 무선제어 시스템을 이용하여 기관차 2량을 모델링의 적용하여 충격력 해석하여 이를 연결기 너클 기준과 비교한 결과 제동 지연시간이 0.1[sec] 일 때, 모든 틈새량 조건에서 재료의 무한 수명을 만족시켰다.
틈새 량을 20 [mm] 이하로 유지하면서 제동지연시간을 0.06 [sec]이하로 유지하거나 분산중련 무선 시스템을 이용하여 열차를 편성하면 피로해석 시 피로한도 보다 작은 응력 값이 발생하기 때문에 연결기의 무한 수명기준을 만족시킬 수 있다.
목차
요약 ⅰ표목차 ⅲ그림목차 ivI. 서 론 11. 연구배경 및 목적 12. 관련 연구 현황 2II. 화물열차 연결 장치 및 제동 관련 규정 31. AAR E형 연결기 32. AAR E형 연결기 소재 물성 및 평가 규정 43. 화물철도용 완충장치 64. 열차 제동 관련 EN 14531-2 규정 10III. SIMPACK을 이용한 장대화물열차 동역학 해석 171. 화물차량의 제원 172. 동역학 해석 모델링 183. 동역학 해석 모델링의 검증 214. 해석시간 단축을 위한 단순화 모델링 245. 열차 제동 지연에 따른 연결기에 작용하는 최대 충격력 해석 306. 해석 조건에 따른 연결기에 작용하는 최대 충격력 해석 33IV. 결론 38참고문헌 39영문초록(Abstract) 41
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