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EN 규격에 준한 용접대차프레임의 내구성 평가
Durability Evaluation of Welding Bogie Frame in Compliance with EN Standard 원문보기

한국철도학회 2008년도 춘계학술대회 논문집, 2008 June 12, 2008년, pp.2230 - 2235  

김철수 (한국철도대학 차량기계과) ,  강주석 (한국철도대학 차량기계과) ,  안승호 (한국철도대학 운전기전과) ,  정광우 (한국철도대학 운전기전과) ,  전영석 (한국철도대학 운전기전과) ,  박춘수 (철도기술연구원) ,  김재홍 ((주) 현대로템 기술연구소)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

As a consequence of the standardization process developing in Europe, on April 2005 the new European standard EN 13749 was issued by the European standardization body CEN. The norm EN 13749 standardizes and develops the requirements already present in UIC leaflets for test verifications and define a...

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문제 정의

  • 본 연구에서는 합리적인 용접대차프레임의 내구해석기법을 확립하기 위하여, EN13749규격의 피로시험 조건하에 용접연결부 형상에 관계없이 작용하중 형태에 따른 연속용접부의 내구성해석기법[7]을 제시하고자 한다. 또한 모재부와 용접대차프레임의 피로수명을 정규모드해석(normal modal analysis)을 통하여 비교 및 검토하고자 한다.
  • 본 연구에서는 합리적인 용접대차프레임의 내구해석기법을 확립하기 위하여, EN13749규격의 피로시험 조건하에 용접연결부 형상에 관계없이 작용하중 형태에 따른 연속용접부의 내구성해석기법[7]을 제시하고자 한다. 또한 모재부와 용접대차프레임의 피로수명을 정규모드해석(normal modal analysis)을 통하여 비교 및 검토하고자 한다.
  • 95Hz이며, 생성후 고유진동수는 매우 유사하다. 이로부터 대차프레임의 용접 연결부의 요소망 생성에 대한 합리성을 검증한 것이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
현재까지 철도 대차프레임의 설계는 주로 어떤 대차의 실물시험으로 진행되고 있는가? 현재까지 철도 대차프레임의 설계는 주로 UIC 615-4의 동력대차, UIC 515-4의 객차대차, UIC-510-3의 화차대차의 실물시험으로 진행되었으며, 국내에서는 KS R 9210과 일본의 JIS E 4207에 준하여 수행되고 있다. 최근 유럽 표준화 과정의 결과로서, 2005년 4월에 대차에 대한 새로운 기준인 EN 13749[1]가 유럽 표준화 센터 CEN으로부터 제정되었다.
기계구조물에 조합하중이 작용할 경우 기계부품의 내구성 해석과정은? 기계구조물에 조합하중이 작용할 경우 기계부품의 내구성 해석과정을 살펴보면 다음과 같다. 먼저 각 요소 및 절점에 작용하는 시간에 따른 작용 응력 이력 텐서(applied stress history tensor)는 정적해석의 응력텐서값과 하중계수에 의하여 무차원화된 각각의 하중이력들을 곱하여 얻어진다. 이로부터 산출된 텐서량은 중첩법(superposition method)에 의하여 응력 이력 텐서량으로 표현되고, 이 텐서량은 파손이론의 주응력값에 의하여 스칼라(scalar)성분의 등가응력이력텐서(equivalent stress history tensor)로 전환된다. 이는 실질적인 손상을 주는 응력이력값만을 얻기 위하여 사이클 카운팅기법(cycle counting method)에 의하여 필터링(filtering)된다. 이후 과정을 살펴보면, 기계부품의 피로수명은 등가응력이력텐서의 횟수와 각각의 재료에 따른 피로특성곡선으로부터 마이너 손상법칙(Miner's Damage Rule)[8]에 의한 누적 피로손상량(cumulative fatigue damage)을 산출하여 평가한다.
대차프레임 설계 승인에 관한 EN규격은 어떠한 과정을 통해 피로파손 여부를 검토하는가? 대차프레임 설계 승인에 관한 EN규격은 차량 주행의 다양한 주행조건을 고려한 응력해석결과로부터 ‘Goodman diagram' 또는 ’Wöhler daigram'을 이용한 안전성을 검토하고, 이후에는 피로시험을 3단계에 걸쳐 진행하면서 피로파손 여부를 검토한다. 그러나 이 규격은 대부분 용접부로 구성된 대차의 특성을 별도로 고려하지 않으며, 피로시험 이전의 안전도 평가는 단순한 내구한도(endurance limits)에 따른 수치계산에 의한 안전성 검토에 머무는 수준이다.
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