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문제 정의
- 향후 개발할 한국형 체결장치들은 해외의체결장치들의 핵심적 장점들을 복합적으로 포함하도록 하는 것이 바람직하다. 따라서, 각 장치별 장점을 일목요연하게 비교하면서, 향후 개발할 한국형 체결장치가 갖추어야 할 목표점을 분명히 하고자 한다.
- 본 연구는 국토에 핏줄처럼 얽혀있는 철도 선로에 수없이 많이 사용되는 레일 체결장치가 국내 기술없이 외국기술에만 의지하는 현실에서 기술종속에서 탈피하여 철도선진국에 종속되지 않는 독자적인 한국형 체결장치 모델을 개발하는것이다.
- 본 연구를 통하여 독자적이고 우수한 체결장치를 설계하였으며 기존의 기술로얄티를 지불하고제작하던 체결장치에서 탈피하고 유지보수성, 안전성, 경제성, 기능성에 대해 세계적인 기술 수준을 확보하기 위한 기초를 마련하였다.
- 본 연구를 통해서 찾을 수 있는 의의는, 철도선진국에서는 각 나라마다 독자적인 체결구를 개발하여 사용하고 수출하는 반면, 국내에서 사용하는 체결장치의 전량을 기술 수입하는 국내 기술 상황에서 국내 독자적인 체결구 모델을 개발하여 기술자존심을 세우며, 로얄티 지불에 대한경제적 불이익을 해소하고, 체결구 해외 수출의발판을 마련하는 것이다.
- 연구과정 중에서 스프링의 강도 및 강성을 검토하고 그에 맞게 숄더의 치수를 결정하기 위해서 필요한 구조해석에 대해서 소개하고자 한다. 체결장치 스프링의 구조해석은 전술한 바와 같이 3차원 접촉 대변형 문제로 해석을 하여야 하지만 시제품 개발을 목적으로 하는 금년도에서 해석과정의 반복을 수행하여야 하므로 우선, 간단한 구조해석을 통하여 체결력의 산출 및 숄더의 치수 결정을 행하고 시제품 스프링의 성능시험을 통하여 설계를 보정하는 방식을 취하였다.
- 현재 시제품 제작중에 있는 선 스프링 방식 레일 체결 장치의 모델에 대해서 구체적으로 소개하고자 한다. 체결장치의 형상은 아래 그림과 같다.
가설 설정
- 체결장치 스프링의 구조해석은 전술한 바와 같이 3차원 접촉 대변형 문제로 해석을 하여야 하지만 시제품 개발을 목적으로 하는 금년도에서 해석과정의 반복을 수행하여야 하므로 우선, 간단한 구조해석을 통하여 체결력의 산출 및 숄더의 치수 결정을 행하고 시제품 스프링의 성능시험을 통하여 설계를 보정하는 방식을 취하였다. 따라서, 스프링의 강도 및 강성해석은 탄성 선형문제로 가정하여 해석하였다. 여기에서의 구조해석의 의미는 아래와 같다.
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