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본 연구는 신뢰성 있는 철도차량 1차원 충돌해석모델 기법 연구를 위해 압괴특성을 3가지로 구분하여 적용하고 이를 3차원 충돌해석 결과와 비교하였다. 시뮬레이션 모델은 1편성 8량으로 구성되어있다. 차체의 크럼플 존은 충돌사고 발생 시 승객 및 승무원을 보호하기 위해 구조적으로 약하게 설계된 차체부위를 의미하며 통상적으로 차체 종단부에 위치한다. 크럼플 존의 압괴특성을 얻기 위해 3차원 ...

본 연구는 신뢰성 있는 철도차량 1차원 충돌해석모델 기법 연구를 위해 압괴특성을 3가지로 구분하여 적용하고 이를 3차원 충돌해석 결과와 비교하였다. 시뮬레이션 모델은 1편성 8량으로 구성되어있다. 차체의 크럼플 존은 충돌사고 발생 시 승객 및 승무원을 보호하기 위해 구조적으로 약하게 설계된 차체부위를 의미하며 통상적으로 차체 종단부에 위치한다. 크럼플 존의 압괴특성을 얻기 위해 3차원 시뮬레이션을 통하여 전두부와 차체 단부를 고정벽에 충돌시켜 압괴특성을 얻었으며 이를 P, S1, S2-Type으로 구분하였다. 첫 번째로 P-Type은 압괴특성의 특정 포인트 별로 내삽하여 모델링하였다. 두 번째로 S1-Type은 압괴특성의 변동이 심한 구간을 나눠 각 구역 별로 평균값을 구하여 모델링 하였다. 마지막 S2-Type은 압괴특성을 단순하게 모든 범위에서의 평균을 구하여 모델링 하였다. 압괴특성은 연결기 및 충돌에너지흡수부재의 거동특성에 이어서 적용된다. 3가지 압괴특성을 1차원 모델에 적용하여 대표적 충돌안전성능인 차체 압괴량, 에너지흡수량 그리고 충돌감속도를 각 방법별로 3차원 해석결과와 비교하였다. 시뮬레이션 결과 압괴량은 S2-Type의 선두차량 후위부부터 낮은 압괴량을 보였는데 압괴하중이 P, S1-Type과 비교하여 동일한 충돌에너지에 대해서 압괴하중이 크게 증가하여 변형량이 적었다. 에너지흡수량은 S2-Type의 1~4번 차량 압괴하중이 크게 작용하여 흡수되지 못한 에너지가 5번 중간연결기에서 흡수되면서 3차원 모델과의 차이가 발생하였다. P, S1-Type은 3차원 모델과 유사한 거동을 보였다. 충돌감속도는 1차원 모델의 특성상 다소 높게 측정되었으나 P-Type이 3차원 모델과 가장 유사한 결과를 보여주었다. S2-Type은 압괴하중이 크게 증가하면서 가장 큰 충돌감속도 결과를 보였으며 S1-Type은 P, S2-Type의 중간에 해당하는 결과를 보여주었다.
압괴량, 에너지흡수량, 충돌감속도 모두 초기 압괴하중의 크기에 영향을 받았으며 실제 압괴특성의 압괴하중을 가장 정확하게 반영한 P-Type이 가장 높은 신뢰성을 보였다. 결과적으로 P-Type과 같은 기법을 사용해야 실제와 가까운 거동을 모사할 수 있다.

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