초록 ▼

연구개발 목표(충돌안전도 해석기술 분야)
1. 최종목표
충돌안전도 분야: 고속전철 차량의 충돌 시 발생하는 전체 차량의 압괴와 탈선 및 전복을 시뮬레이션 할 수 있는 해석 기술을 개발하고 충돌에너지를 충분히 흡수하여 승객 피해를 최소화'할 수 있는 설계 대책을 제시하고 최종 설계를 평가하는 것
2. 2단계 연차별 목표
- 1 차년도 목표 : 1 단계 연구를 통하여 도출된 한국형 고속전철 KHST의 충돌안전도 초기 설계에 대하여 평가하고 설계보완을 지원
ㆍ 에너지 흡수구조의 시험기술 지원
ㆍ 초기설계

연구개발 목표(충돌안전도 해석기술 분야)
1. 최종목표
충돌안전도 분야: 고속전철 차량의 충돌 시 발생하는 전체 차량의 압괴와 탈선 및 전복을 시뮬레이션 할 수 있는 해석 기술을 개발하고 충돌에너지를 충분히 흡수하여 승객 피해를 최소화'할 수 있는 설계 대책을 제시하고 최종 설계를 평가하는 것
2. 2단계 연차별 목표
- 1 차년도 목표 : 1 단계 연구를 통하여 도출된 한국형 고속전철 KHST의 충돌안전도 초기 설계에 대하여 평가하고 설계보완을 지원
ㆍ 에너지 흡수구조의 시험기술 지원
ㆍ 초기설계 평가 및 설계보완/최적화 지원
- 2 차년도 목표 2단계 1차 연도 연구에서 확정된 최종설계를 대상으로 전장품 취부 등을 고려하며 정밀해석을 수행하고 충돌 안전도를 평가
ㆍ 충돌안전도 구조부품의 시험 지원
ㆍ 실차 모델의 정밀해석에 의한 최종설계의 충돌안전도 평가
- 3 차년도 목표 : 구조 부품 시험 및 더미 시험 결과와 실차 모델의 정밀 해석결과를 비교 분석하여 최종적으로 충돌안전도를 평가하고, 설계 기준 및 평가 방법을 표준화 함.
ㆍ 충돌안전도 구조부품의 시험 지원
ㆍ Sled 시험과 충돌해석의 비교에 의한 충돌안전도 설계의 최종 평가
ㆍ 설계 표준화 및 설계 기준확립
(피로설계 밑 내구성 평가기술 개발 분야)
1. 최종목표차세대 고속전철 주요 구조물의 피로설계 및 내구성 평가기술 개발
2. 당해년도 목표
- 제동시 대차 피로해석
- 압력파에 의한 차체 피로해석
- 피로강도 평가기준 개발
(동력학적 성능예측 밑 설계 지원 연구 분야)
1. 최종목표고속철도 시스템의 차량 동특성 성능해석 및 설계 기술지원
2. 당해 연도 목표
- 제작 설계변경에 대한 성능예측 및 최적화
- 와전류 제동장치 동특성 분석
- 시제차량 모의 시험을 위한 선로모델 분석 및 KHST20 가상모델 구축
(실내소음 저감기술개발 밑 저소음설계 분야)
1. 최종목표350 km/h급 고속전철 실내소음을 저감하고 시험/평가하기 위한 기술의 개발과 지원
2. 당해연도 목표한국형 고속전철 실내소음의 평가와 저감방안을 지원하기 위하여 당해연도에 수행된 주요 연구개발 목표는 다음과 같다.
- 차량 흡차음 제품의 시험ㆍ평가 : 실험적 검증 및 개선안
- 차량 흡차음 제품의 시험ㆍ평가 : 해석평가 및 차음구조개선
- 차량 실내소음평가 시뮬레이션 및 저감방안
- 시제차 소음원 규제방안
(고속전철 공력설계 및 해석기술 개발 분야)
1. 최종 개발목표한국형 고속전철 공력 최적형상(저저항, 저소음, 고안정성) 상세 보완설계 및 시제차 주행 공력성능 평가시험 지원
2. 2단계 연차별 개발목표
- 1차년도 목표한국형 고속전철의 공력 및 공력 소음 상세 해석
- 2차년도 목표한국형 고속전철의 공력 및 공력 소음 최적형상 보완설계
- 3차년도 목표한국형 고속전철 공력 및 공력 소음 해석 시스템 구축

목차 Contents

• 제1장 서론...52
• 1. 서론...52
• 제2장 충돌안전도 해석기술 개발...54
• 제1절 연구개요...54
• 제2절 동력차의 충돌안전도 해석...55
• 1. 전두부의 충돌 에너지 흡수 설계...55
• 2. 전두부 구조의 압괴특성 해석...59
• 3. KHST 동력차 전체모델의 충돌특성 해석...63
• 4. KHST 동력차와 15 Ton 트럭의 충돌특성 해석...66
• 5. KHST의 운전자 충돌해석...70
• 6. 결과 및 검토...71
• 제3절 동력객차의 충돌안전도 해석...72
• 1. 에너지 흡수영역의 충돌안전도 설계지원...72
• 가. KHST 동력개차의 충돌해석...72
• 2. 결과 및 검토...82
• 제4절 객차의 충돌안전도 해석...83
• 1. 객차의 충돌 안전도 해석의 개요...83
• 2. 객차 섹션별 충돌해석...83
• 가. 전방영역...83
• 나. 후방영역...85
• 다. 중간영역...86
• 다. 평균압괴하중...87
• 3. 객차 전체의 충돌해석...88
• 4. 객차간 링 연결을 고려한 충돌해석...90
• 5. 객차의 전복(Roll Over) 해석...91
• 6. 결과 및 검토...92
• 제5절 동력차-동력객차-객차의 연체충돌해석...94
• 1. 연쇄충돌 해석 및 설계평가...94
• 2. 결과 및 검토...94
• 제6절 축소모형을 미용한 고속전철 차체 충돌 특성...102
• 1. 서론...102
• 2. 알루미늄 압출재의 준정적 굽힘 붕괴 시험 및 해석 기법 연구...103
• 가. 알루미늄 압출재의 준정적 굽힘 붕괴 시험...103
• 나. 알루미늄 압출재의 준정적 굽힘 붕괴 해석...105
• 3. 상사 이론을 이용한 에너지 흡수부재의 축소 모델 정립기법 연구...107
• 가. 에너지 흡수 부재의 상사법칙...107
• 나. 압괴 시험을 통한 축소 모델 응용 개념의 타당성 분석...109
• 4. 결과 및 향후 연구계획...111
• 제7절 전체차량의 충돌 동역학 해석...112
• 1. 전체 차량의 1차원 충돌해석...112
• 2. 충돌안전도 특성 평가...126
• 3. KHST 전체차량의 2차원 충돌해석...128
• 가. KHST의 2차원 충돌해석 모델링...128
• 나. KHST의 2차원 충돌해석...129
• 4. 주요부품의 충돌 특성 평가...134
• 5. 전체차량의 3차원 충돌해석...136
• 가. 3차원 충돌해석 모델링...137
• 나. KHST의 정면충돌 해석...138
• 다. KHST의 경사면 충돌...141
• 라. 결과 검토...142
• 6. 결과 및 추후과제...144
• 제8절 고속전철 승객안전도 해석기술...146
• 1. 개발전체 차량의 충돌 특성...146
• 2. Sled 시험을 통한 안전도 예측...147
• 3. 승객거동 해석...153
• 4. 결론 및 향후 계획...155
• 제9절 결론...156
• 제 3 장 피로설계 및 내구성 평가기술 개발...161
• 제 1 절 서 론...161
• 제 2 절 와전류 제동장치를 포함한 대차의 구조해석 및 피로해석...163
• 1. Cylinder bracket과 Damper bracket의 구조해석...165
• 가. 하중조건 및 작용위치...165
• 나. Cylinder bracket의 상하 Proof Load떼 의한 구조해석...166
• 다. Damper bracket의 상하 Proof Load에 의한 구조해석...167
• 2. Cylinder bracket와 Damper bracket의 피로해석...169
• 가. 하중조건 및 피로한도...169
• 나. Cylinder bracket의 상하 Fatigue Load에 의한 피로해석...170
• 다. Damper bracket의 상하 Fatigue Load에 의한 피로해?로강도 평가...171
• 가. 개요...171
• 나. 하중조건 및 작용위치...172
• 다. 피로하중에 대한 평가방법...173
• 라. 와전류 제동장치를 포함한 대차의 피로해석 결과...176
• 4. Tie strap의 구조해석...177
• 가. 적용 규격...177
• 나. 하중조건 및 작용위치...178
• 다. Tie strap의 상하 Proof Load에 의한 구조해석...179
• 라. Tie strap의 좌우 Proof Load에 의한 구조해석...179
• 마. Tie strap의 전후 Proof Load에 의한 구조해석...180
• 5. Tie strap의 피로해석...181
• 가. 하중조건 및 작용위치...181
• 나. Tie strap의 피로강도 평가...182
• 다. Tie strap의 상하 Fatigue Load에 의한 피로해석...183
• 라. Tie strap의 좌우 fatigue Load에 의한 피로해석...184
• 마. Tie strap의 전후 Fatigue Load에 의한 피로해석...184
• 제 3 절 압력파에 의한 객차의 구조해석 및 피로해석...186
• 1. 압력파에 의한 객차의 구조해석...186
• 가. 적용규격...186
• 나. 객차의 표면압력...187
• 다. 하중조건...190
• 라. 최대 양의 압력인 경우 객차의 구조해석...191
• 마. 최대 음의 압력인 경우 객차의 구조해석...191
• 2. 압력파에 의한 객차의 피로해석...192
• 가. Al 6005-T6 및 Al 5083-0 재료의 피로강도...192
• 나. 개활지 교행시 피로해석...196
• 다. 터널내 교행시 피로해석...198
• 제 4 절 결과 및 고찰...200
• 제 4 장 고속전철의 동역학적 성능예측 및 설계기술지원...203
• 제 1 절 현가장치 최적설계...203
• 1. 실험 계획(Design of Experiment) 및 분석...204
• 2. 반응표면 모델(Response Surface Model) 생성 및 분석...211
• 3. 최적설계...232
• 제 2 절 와전류 제동장치 동특성 분석 및 댐퍼 최적설계...236
• 1. 동특성 분석...236
• 가. 동특성 모델링...236
• 나. 동특성 결과 및 분석...242
• 2. 와전류 제동장치 장착 댐퍼 최적설계...257
• 가. 설계 변수 및 성능지수...257
• 나. 실험 계획 및 최적설계...259
• 제 3 절 경부고속전칠 시운전 구간 선로모델 검토...271
• 1. 궤도 불규칙도에 대한 주파수 분석...273
• 2. 제도 불규칙도의 상관관계 분석...275
• 제 5 장 실내소음...280
• 제1절 서 론...280
• 제2절 차량 흡차음 제품 : 실험적 검증 및 개선안...282
• 1. 연구개요...282
• 2. 연구내용...283
• 가. 기본이론...283
• 나. 실험 장치구성 및 결과 분석...284
• 다. 알루미늄 압출재 및 삽입손실(Insertion Loss) 실험 및 분석...290
• 3. 고속철도 차량 구조물의 차음성능...292
• 가. 실험 평가 대상...292
• 나. 바닥재 차음특성...292
• 다. 측면벽 차음특성...294
• 라. 동력객차 파티션의 차음특성...297
• 4. 결 론...299
• 제3절 차량 흡차음 제품 : 해석 평가 및 차음구조 개선...301
• 1. 연구개요...301
• 2. 차음성능 해석결과...301
• 가. 동력차 운전실...302
• 나. 동력객차 차음성능...305
• 다. 전두부 유리창 차음성능 개선...312
• 3. 압출재 국부공진 저감대책의 비교평가...313
• 4. 차음성능에 대한 스터드 효과...317
• 가. 스터드를 갖는 이쿵판의 차믐성능 해석모델...317
• 나. 한국형 고속전철이 주요 다층 차음재에 대한 스터드 효과...319
• 5. 결 론...320
• 제4절 실내소음 평가 시뮬레이션 및 저감방안...322
• 1. 연구개요...322
• 2. 연구내용...323
• 가. 연구내용 개요...323
• 나. 동력차(TPI)에 대한 실내소음 해석...324
• 다. 동력객차(TM5)에 대한 실내소음 예측...330
• 라. 객차(TT4)에 대한 실내소음 예측...337
• 마. 관련 실험 결과...343
• 3. 결 론...344
• 제5절 시제차 소음원 규제방안...347
• 1. 연구개요...347
• 2. 시제차 소음원 D/B...348
• 가. 객차...348
• 나. 동력객차...349
• 다. 동력차...351
• 라. 소음도 측정 실험...353
• 3. 주요 소음원의 규제방안...354
• 가. 실내소음 설계기준...354
• 나. KTX 실험 데이터를 이용한 KHST 여압장치 소음도 규제안...354
• 다. 실내소음 예측 결과 및 규제안...355
• 4. 알루미늄 압출재의 등가물성치 산출...359
• 5. 결 론...360
• 제6절 결 론...361
• 인용문헌...362
• 제 6 장 공력 설계 및 해석...364
• 제1절 서론...364
• 1. 개요...364
• 제2절 개발과제 지원...366
• 1. 여압시스템 설계조건 지원...366
• 가. 지원연구 개괄...366
• 나. 열차의 표면 압력 개괄...367
• 다. 열차 표면 압력의 예측 방법...369
• 라. 추가고려 사항...373
• 2. 서울-부산 왕복 시 차량 반복하중 계산...380
• 가. 연구개요...380
• 나. 경부선 터널의 모델링과 계산조건 선정...380
• 다. 계산결과...381
• 라. 결론...384
• 3. 구조물 피로파괴 내구도 기준 산정 지원...385
• 가. 대차커버 공력하중...385
• 나. 객차표면 압력...392
• 4. 판토그래프 공력성능 평가 지원...397
• 가. 지원연구 개괄...397
• 나. 예측기법...398
• 다. 가혹유동조건...401
• 라. 계산 결과 및 논의...405
• 마. 양력 보정용 부착물 설계지원...413
• 제3절 개괄 S/W 해석, 검증, 보완...416
• 1. 축대칭 열차/터널 공력 해석 S/W...416
• 가. 서론...416
• 나. T-TINA의 구성 및 기능...416
• 다. 혼합차원기법의 검증...419
• 2. 3차원 교행, 터널 진출입 공력 해석 S/W...422
• 가. 연구개괄...422
• 나. 교행시 작용측력에 대한 인자연구...424
• 다. 빠른 측력 예측을 위한 S/W 설계...433
• 3. 터널 충격소음 예측 S/W...435
• 가. 터널 충격소음예측 Software...435
• 나. 검증 및 계산 결과...436
• 다. GUI program for prediction of micro-pressure wave...444
• 라. 터널 후드 예측 기법 및 모듈 개발...446
• 제4절 공력성능 시험평가 지원...448
• 1. 압력파 측정 기술지원...448
• 가. 개요...448
• 나. 압력 측정 방법 및 측정 위치...448
• 2. 교행 측력 측정 기술지원...457
• 가. 개요...457
• 나. 열차 교행시 측정 위치...457
• 3. 미기압파 소음 측정 기술지원...460
• 가. 개요...460
• 나. 미기압파 측정 위치...460
• 다. 측정 방법, 분석법 빛 사용장비...463
• 제5절 결론...465
• 1. 당해 연도 연구 결과 및 성과 정리...465
• 2. 내년도 연구 내용과의 연계...467
• 가. 내년도 연구 개발 계획...467