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문제 정의
- 본 연구에서 분기기 모델링에 적용한 유연체 모델링 및 철도 차량 운동과 연동되어 해석하는 방법에 관하여 소개하고자 한다. 유연체 모델링은 Craig-Bampton이 제안한 모드 합성법(Component Modes Synthesis)에 기반을 둔 모델링 기법이다.
- 본 연구에서는 분기기 궤도의 탄성을 고려한 유연체 모델을 개발하고, 차량 통과 시의 분기기 궤도 동특성 연구를 위한 동역학 해석이 수행되었다. 분기기 궤도의 유연체 모델은 차륜이 텅레일로 이동할 때의 충돌에 따른 변형 또는 동응력 해석이 가능하여, 분기기 강성 설계 및 내구 설계를 위한 해석 모델로 효과적이다.
- 본 연구에서는 분기기에서 차륜이 일반레일에서 텅레일로 또는 노즈 레일로 교차 이동할 때 충돌 또는 접촉점 이동에 따른 레일 변형, 응력 분포 등을 연구하기 위한 유연체 모델링 기법을 적용한 전체 차량 해석 모델을 개발한다. 분기기 모델링에서 요구되는 가변 형상을 갖는 텅레일 모델링, 일반 레일과 텅레일 사이 구조 강성 문제, 침목별 패드 강성 문제 등 여러 문제들을 처리하는 방법을 연구되었다.
- 레일 모델링 과정, 레일과 침목 관계 또는 침목과 지면 관계 등 전체적인 모델링 내용은 다음 절에서 자세히 소개한다. 본 절에서는 유연체 레일 모델링 요소와 차륜과의 접촉 또는 충돌을 어떻게 처리하는지 해석 기법에 관해 간단하게 소개하고자 한다.
- 진동 패턴 및 최대 변위량이 유사하며 최대 응력치도 실제와 비슷한 결과를 보였다. 이러한 비교 결과는 본 연구에서 제안한 유연체 분기기 모델링의 신뢰성을 확인시켜 준다 하겠다.
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