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문제 정의
- 각 시간 단계마다 접촉 기구학 해석을 수행하지 않고 접촉기구학 해석에서 구한 데이터를 이용하여 보간법으로부터 종속변수를 구하면 동역학 해석시간을 줄일 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 GV40 휠과 UIC60 레일 형상에 대해 3차원 접촉 기구학 해석 결과를 제시하였으며, 3차원 휠셋의 동역학 해석 방법을 보였다. 휠셋의 동적해석이 가능하므로 일반적인 다물체 동역학 해석 방법을 이용하여 철도차량과 차체를 다물체계로 모델링함으로써 철도차량의 동역학 해석이 가능하게 되었다.
- 그러나 매 시간 단계마다 식 (1)의 비선형 구속조건식을 구하는 것은 해석 시간이 매우 많이 소요되게 만든다. 본 연구에서는 앞에서 구한 구속조건식의 해를 데이터로 저장하여 매 단계마다 독립좌표로부터 계산하는 방법을 이용하고자 한다. 이 경우 동역학 해석 시간 단계마다 복잡한 기구학 해석을 할 필요가 없으므로 시간이 절약된다.
- 그러나 이를 위한 해석시간이 매우 길어 이를 해소하기 위한 여러 방법이 최근 시도되고 있으나 완전한 해결방법은 제시되지 않고 있다. 본 연구에서는 휠과 레일의 3차원 기구학적 접촉해석을 효율적으로 계산하는 수치해석 알고리즘을 제안하고자 한다. 접촉점의 위치와 접촉점에서의 휠과 레일의 속도, 가속도 및 접촉 반력을 신속하고 정확하게 계산하여 정밀한 철도차량 동역학 해석 방법을 제시하는 것이 본 연구의 목적이다.
- 본 연구에서는 휠과 레일의 3차원 접촉점 해석에 기초하여 휠셋의 동적 해석을 수행하였다. 휠셋의 횡방향 변위와 요각의 변화에 대해 휠셋의 수직방향 변위 및 롤 각이 결정되며 휠과 레일의 형상파라미터가 결정된다.
- 본 연구에서는 휠과 레일의 3차원 기구학적 접촉해석을 효율적으로 계산하는 수치해석 알고리즘을 제안하고자 한다. 접촉점의 위치와 접촉점에서의 휠과 레일의 속도, 가속도 및 접촉 반력을 신속하고 정확하게 계산하여 정밀한 철도차량 동역학 해석 방법을 제시하는 것이 본 연구의 목적이다.
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