[논문]차륜답면 형상변화에 따른 KTX의 동특성

장종기; 이승일; 최연선

차륜답면 형상변화에 따른 KTX의 동특성
Effects of Wheel Profile on KTX Dynamic Characteristics 원문보기

장종기 (성균관대학교 대학원) , 이승일 (한국철도대학 차량기계과) , 최연선 (성균관대학교 기계공학부)

The running safety of a railway vehicle depends on the design parameters and contact condition between wheel and rail. In this study, the effect of the conicity of wheel tread is analyzed using ADAMS/RAIL software on running situation. Modal analysis shows in 0.6 Hz natural frequency of lateral mode in fully arranged the KTX cars. The excessive vibration of the tail cars occurs in the 17th car as the speed and the stiffness of the secondary suspension increases, and especially for 1/40 conicity of the GV40 wheel. Also, the analysis shows that combination of wheel profile, GV40 for power cars and XP55 for passenger cars can reduce the lateral vibration of the tail cars.

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

4는 본 연구에서ADAMS/RAIL 에 사용된 궤도자료를 나타내고 있으며, 시험구간에서 측정한 궤도자료의 궤간, 좌우, 상하방향의 불규칙도이다. 본 연구에서는 궤도의 불규칙도가 차륜 가진으로 작용할 때 차량의 응답을 검토하였다.
이찬우[3, 4]는 KTX 열차의 실차시험을 통하여 차륜답면형상이 XP55(l/20)를 비교하여 XP55가 보다 안정적임을 보여주었다. 본 연구에서는 차륜답면 형상이 20량 완편성 KTX 열차의 주행 안정성에 미치는 영향을 조사하고, ADAMS/RAIL을 이용하여 실제 운행편성인 20량 완편성, GV40Q/40)과 KTX 열차의 동특성에 GV40과 XP55의 차륜형상이 미치는 영향을 검토하였다.

제안 방법

그러므로 2차 현가장치의 횡방향 강성값을 변화시키면서 주행속도에 따른 차량의 응답을 검토하였다. 2차 현가장치의 횡방향 강성값(0.1, 0.2, 0.3, 0.4MN/m)과 주행속도 (150, 200, 250, 300km/h)를 변화시켜가면서 차량응답을 검토하였다. Fig.
차체간의 결합은 상부는 부쉬(bush)로 연결하고 하부는 고정링 조인트를 이용하여 연결하였다. ADAMS/RAIL을 이용하여 20량완편성 KTX 열차를 시뮬레이션하였다.
ADAMS/RAIL을 이용하여 실제 운행 편성인 20량 완편성 KTX 열차의 동적해석을 수행하여 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다. KTX 열차에 대한 모드해석한 결과, 0.
KTX 열차의 모드형상을 검토하기 위하여 ADAMS/ RAIL 를 이용하여 모드해석을 수행하였다. 모드해석 결과, Fig.
KTX 열차의 2차 현가장치는 공기스프링으로 고무온도가 20 ℃ 에서 -20 ℃ 까지 감소함에 따라 공기스프링 횡방향 강성값은 반비 례하여 증가하고, 외기온도가 20 ℃ 를 기준으로 동절기에 -10℃까지 하강하면 공기스프링 강성 값은 약 30%까지 증가하고, -20℃ 에서는 약 60%정도 증가한다. 그러므로 2차 현가장치의 횡방향 강성값을 변화시키면서 주행속도에 따른 차량의 응답을 검토하였다. 2차 현가장치의 횡방향 강성값(0.
서울기점 경부선 고속선(106.3~ 123.3km) 구간에서 실제 측정한 궤도자료를 ADAMS/RAIL에서 사용할 수 있도록 변환하여 입력하였다. Fig.
65Hz 사이에서 열차의 사행동 모드 형상이 발생하는 것을 확인하였다. 차륜답면 형상에 따른 KTX 열차의 동특성을 검토하기 위하여 ADAMS/ RAIL을 이용하여 주행속도에 따른 시뮬레이션을 차륜답면 구배 별로 수행하였다. KTX 열차의 2차 현가장치는 공기스프링으로 고무온도가 20 ℃ 에서 -20 ℃ 까지 감소함에 따라 공기스프링 횡방향 강성값은 반비 례하여 증가하고, 외기온도가 20 ℃ 를 기준으로 동절기에 -10℃까지 하강하면 공기스프링 강성 값은 약 30%까지 증가하고, -20℃ 에서는 약 60%정도 증가한다.

대상 데이터

ADAMS/RAIL을 이용한 20량 완편성 KTX 열차의 해석모델은 Fig. 2에서와 같이 P(동력차)+MT(동력객차)+16+ MT(동력객차)+P(동력차)로 전체 차량모델은 총 531자 유도로 모델링하였다. 대차모델은 동력차용 동력대차(VMB, Power Motor Bogie) 4대, 동력 객차(MT)용 동력 대차(MTB, Motorized Tailer Bogie) 전후 2대 및 동력객차와 객차, 객차와 객차를 연결하는 관절대차(ATB, Articulated Trailer Bogie) 17대로 모델링하였다.
2에서와 같이 P(동력차)+MT(동력객차)+16+ MT(동력객차)+P(동력차)로 전체 차량모델은 총 531자 유도로 모델링하였다. 대차모델은 동력차용 동력대차(VMB, Power Motor Bogie) 4대, 동력 객차(MT)용 동력 대차(MTB, Motorized Tailer Bogie) 전후 2대 및 동력객차와 객차, 객차와 객차를 연결하는 관절대차(ATB, Articulated Trailer Bogie) 17대로 모델링하였다. 객차와 객차사이는 관절대차와 더불어 차체와 차체 사이의 연결기(interbody connector)를 십.
차륜답면 모델은 KTX 열차에 적용된 GV40과 XP55를 모델링 하였고, UIC 60 레 일을 사용하였다. Fig.

성능/효과

수 있었다. KTX 열차에 대한 모드해석한 결과, 0.50- 0.65Hz사이에서 차량의 사행동 모드가 발생함을 알 수 있었다. 또한 차륜답면구배가 1/20인 XP55 차륜을 장착하고 주행하는 KTX 열차는 전체적으로 속도 증가에 따라 차량의 진동이 약간 증가하였으나 KTX 열차의 후미 부 차량에서 과다진동으로 인한 이상 진동현상은 없었다.
1MN/m인 경우보다 전체적으로 진동이 커짐을 알 수 있다. 또한 2차 현가장치 강성 값이 커짐에 따라 XP55 차륜을 장착한 경우가 GV40 차륜을 장착한 경우보다 진동이 약간 커지는 것을 확인할 수 있었다. 그러나 차량별 진동은 같은 주행속도에서 큰 차이가 없음을 확인하였다.
6Hz의 과다 횡진동으로 인한 이상 진동 현상이 발생하였다. 또한 전체 차륜답면구배를 1/20로 장착한 차량이 전·후 동력차의 차륜답면구배를 1/40로 하고 관절 대차에 1/20로 장착한 차량보다 진동이 커지는 경향이 있음을 확인하였다.
이용하여 모드해석을 수행하였다. 모드해석 결과, Fig. 6 에서와 같이 0.50-0.65Hz 사이에서 열차의 사행동 모드 형상이 발생하는 것을 확인하였다. 차륜답면 형상에 따른 KTX 열차의 동특성을 검토하기 위하여 ADAMS/ RAIL을 이용하여 주행속도에 따른 시뮬레이션을 차륜답면 구배 별로 수행하였다.
6Hz의 성분이 나타남을 확인하였다. 반면 Fig. 13과 같이 차륜이 XP55인 경우(v=150km/h), 17번째 차량의 진동가속도에 대한 주파수 분석결과, 0.6Hz가 아닌 1.12Hz성분이 나타남을 확인하였다.
따라서 전 . 후 동력차는 GV40 차륜답면을 적용하는 것이 차량 전체를 XP55 차륜을 장착하는 것보다 KTX 열차의 차체 진동을 줄이는 효과가 있음을 확인하였다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

차륜답면 형상변화에 따른 KTX의 동특성
Effects of Wheel Profile on KTX Dynamic Characteristics 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

참고문헌 (10)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

차륜답면 형상변화에 따른 KTX의 동특성 Effects of Wheel Profile on KTX Dynamic Characteristics 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

참고문헌 (10)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

최연선 (57)

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

차륜답면 형상변화에 따른 KTX의 동특성
Effects of Wheel Profile on KTX Dynamic Characteristics 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper