[논문]휠셋의 동역학 모델링 및 해석에 관한 연구

강주석

휠셋의 동역학 모델링 및 해석에 관한 연구
A Study on Dynamic Modeling and Analysis of a Wheelset 원문보기

강주석 (한국철도대학, 철도차량기계과)

휠-레일 접촉해석의 정밀도는 휠과 레일의 접촉 위치 분석 방법 및 접촉력 계산 방법에 따라 결정된다. 휠과 레일의 형상을 2차원 곡선접촉으로 가정하여 휠-레일 접촉 위치를 찾는 방법은 계산시간이 짧은 장점이 있지만 3차원 곡면으로 가정한 경우에 비해 근사화된 해를 가지는 단점이 있다. 본 연구에서는 2차원 곡선접촉 해석에 기인한 방법과 3차원 곡면으로 가정한 방법에 대한 휠셋의 동특성 해석 결과을 비교하고자 한다. 곡선 주행시 휠셋 중심에 대해 요 각도 및 횡변위 등의 해석결과를 비교하고자 한다.

The accuracy of wheel-rail contact analysis is mainly determined by the methods to find wheel-rail contact points and to calculate contact forces. The 2-dimensional approach which calculates contact points based on the profile curves of the wheel and rail has advantage of reducing calculation time but shortage of approximating the solutions when comparing with 3-dimensional analysis In this analysis, wheelset dynamic behaviors calculated by the approach based on the 2-dimensional wheel-rail curves are compared with those by the 3-dimensional wheel-rail surfaces. Yaw angle and lateral displacement of wheelset center are compared when negotiating a curve.

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문제 정의

그러나 3차원 휠-레일 형상을 고려하므로 정확한 해석결과를 제공한다. 이러한 3차원 휠-레일 접촉 해석방법 수치해석적으로 효율적인 휠-레일의 2차원 해석결과와 비교하여 해석결과의 차이를 고찰하는 것이 본 연구의 목적이다. 즉, 본 연구에서는 3차원 휠-레일 접촉 해석에 의한 휠셋의 동적거동을 해석하고 이의 해석결과를 2차원 곡선 접촉 해석에 기인한 방법과 비교하고자 한다.
이러한 3차원 휠-레일 접촉 해석방법 수치해석적으로 효율적인 휠-레일의 2차원 해석결과와 비교하여 해석결과의 차이를 고찰하는 것이 본 연구의 목적이다. 즉, 본 연구에서는 3차원 휠-레일 접촉 해석에 의한 휠셋의 동적거동을 해석하고 이의 해석결과를 2차원 곡선 접촉 해석에 기인한 방법과 비교하고자 한다.

제안 방법

휠셋의 운동방정식은 3차원에서 6자유도계 강체 자유도를 가진 강체 동역학 방정식으로 유도하였다. 2차원 휠-레일 접촉해석과 3차원 휠-레일 접촉해석에 대해 휠셋의 곡선로 주행의 해석 결과를 수행하였다. 휠셋은 곡선 주행로에 진입 후 플랜지 접촉이 발생하여 휠의 횡방향 운동이 제한된 운동을 한다.
휠과 레일의 형상을 2차원 곡선접촉으로 가정하여 휠-레일 접촉 위치를 찾는 방법은 계산시간이 짧은 장점이 있지만 3차원 곡면으로 가정한 경우에 비해 근사화된 해를 가지는 단점이 있다. 본 연구에서는 2차원 곡선 접촉 해석에 기인한 방법과 3차원 곡면으로 가정한 방법에 대한 휠셋의 동특성 해석 결과을 비교하였다. 휠셋의 운동방정식은 3차원에서 6자유도계 강체 자유도를 가진 강체 동역학 방정식으로 유도하였다.
본 연구에서는 2차원 곡선 접촉 해석에 기인한 방법과 3차원 곡면으로 가정한 방법에 대한 휠셋의 동특성 해석 결과을 비교하였다. 휠셋의 운동방정식은 3차원에서 6자유도계 강체 자유도를 가진 강체 동역학 방정식으로 유도하였다. 2차원 휠-레일 접촉해석과 3차원 휠-레일 접촉해석에 대해 휠셋의 곡선로 주행의 해석 결과를 수행하였다.

대상 데이터

8은 2차원 휠-레일 접촉해석과 3차원 휠-레일 접촉해석의 곡선로 주행의 해석 결과를 보여준다. 휠은 S1002사양이며 레일은 UIC60 형상이다. 휠셋의 질량은 1700kg이며, 관성치는 # = [600 160 660]kgm²이다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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