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문제 정의
- 본 연구는 Ziprider의 제동장치 개발을 위해 일반적인 단일 stiffness를 가지는 스프링과 다양한 형태의 Multi-Rate 스프링의 성능 차이를 분석하고 이를 바탕으로 효율적인 제동 성능을 보이는 스프링을 예측하고 최적 설계한 결과는 다음과 같다.
- 여기서 탑승객의 승차감 을 θ로 가정할 수 있으며, 정의된 제동구간 내에서 발생하는 θ의 최소화가 이 연구의 목표이다.
- 스프링 경향 분석을 통해 병렬형 Multi-Rate 스프링보다 예하중을 적용한 직렬형 Multi-Rate 스프링이 더 짧은 변위와 θ 값을 가지는 것을 확인할 수 있었다. 이 결과를 바탕으로 본 연구 목적에 적합한 직렬형 Multi-Rate 스프링에 대하여 최적설계를 수행하였다. 최적설계는 탑승자와 Trolly가 이루는 각도가 θ(제동시 탑승객에게 발생하는 회전각)가 60도를 넘지 않는 범위에서 제동거리(압축거리)가 최소가 되는 Multi-rate 직렬연결 스프링의 설계안을 찾는 것이다.
- 이를 위해 본 연구에서는 제동장치에 사용되는 스프링의 변위에 따라 감쇠 성능 특성을 변화시키는 Multi-Rate 변위 감응형 스프링 제동장치를 설계하고자 한다. 이러한 Multi-Rate 변위 감응형 장치는 부가적인 복잡한 장치 없이 간단한 몇 개의 추가 부품의 조립으로 짧은 제동거리와 충격흡수를 도모할 수 있다.
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