초록 ▼

1. 2단계 1차년도 기술개발 내용 및 범위
가. 판토그라프 구조분야
● 1차 판토그라프 시작품의 특성평가 ;
· 기구특성·추종특성·저속풍동시험
● 판토그라프 해석S/W 검증
· 기구해석ㆍ동특성 해석·공력소음 해석
● 판토그라프 보완 설계 및 설계 검증해석
● 판토그라프 시작품 제작
● 개량 판토그라프 특성평가;
· 기구특성·추종특성ㆍ고속 풍동시험
● 가혹환경에 대한 판토그라프 안정성 해석 ;
● 주요 부품특성시험 및 집전성능 검증해석 ;
● 설계, 제작 및 특성평가에

1. 2단계 1차년도 기술개발 내용 및 범위
가. 판토그라프 구조분야
● 1차 판토그라프 시작품의 특성평가 ;
· 기구특성·추종특성·저속풍동시험
● 판토그라프 해석S/W 검증
· 기구해석ㆍ동특성 해석·공력소음 해석
● 판토그라프 보완 설계 및 설계 검증해석
● 판토그라프 시작품 제작
● 개량 판토그라프 특성평가;
· 기구특성·추종특성ㆍ고속 풍동시험
● 가혹환경에 대한 판토그라프 안정성 해석 ;
● 주요 부품특성시험 및 집전성능 검증해석 ;
● 설계, 제작 및 특성평가에 대한 자료통합 체계의 기초 수립
나. 판토그라프 집전판분야
● 순탄소계 집전판 제조공정 개발 ;
● 개량탄소계 집전판 제조공정 개발
● 집전판 특성평가 ;
● 제조공정 변수 해석 ; ·온도·시간·압력
2. 2단계 2차년도 기술개발 내용 및 범위
가. 판토그라프 구조분야
● 보완설계(ver.3 및 탑재용)
· S/W황용을 통한 요소부품 설계
· 제어방안수립 및 회로도 작성
· 구조의 상세설계 및 제작 도면 작성
● 설계검증 해석
· 구조해석·동특성 및 제어변수산출
● 제작(ver.3 및 탑재용)
· 구매품 사양서 확정 및 발주·요소부품 제작
· 제어관련 부품 제작 및 구성·조립
· 조립성 검토·구동시험
● 시험평가(ver.3 및 탑재용)
· 주요 부재의 강도 및 비파괴 시험
· 요소부품의 성능검증 시험
· 성능시험예측 및 측정시스템 구축
· 시작품의 일반/성능시험 수행 및 결과분석
· 탑재품의 공장내시험 수행 및 결과분석
· 탑재품 성능확인 시험
● 외부환경조건에 대한 성능 재검증
· 정상운행조건의 구조, 공력, 소음
· 가혹환경조건의 구조, 공력, 소음
● 최적화
· 시험결과분석을 통한 문제점 도출
· 성능재검증을 통한 대안 수립
나. 판토그라프 집전판분야
● 집전판 제조에 대한 공정조건 최적화 : 집전판 제조 및 접합공정에 대해
· 공정별 연구자료분석 및 실험설계
· 공정별 시험편 제작
· 공정별 시험편 특성시험 및 분석
· 시험편 물성시험 및 분석
· 실험설계법을 통한 공정별 최적조건 제안
● 용도별 시작품 제작
· 고강도용 집전판 시작품 제작
· 경량 집전판 시작품 제작
· 고집전 및 내아크용 집전판 시작품 제작
● 시작품의 통전마모 시험 및 분석
● G7 판토그라프의 최적 집전판 특성 및 제조공정확정
ㆍ 시험을 통한 G7 판토그라프 최적집전판 특성 확정
· 확정된 집전판 제조 공정의 문제점 도출 및 보완 대책 수립
3. 2단계 3차년도 기술개발 내용 및 범위
가. 판토그라프 구조분야
● 탑재용 추가분 1대 제작
· 구매품 사양서 확정 및 발주· 요소부품 제작
· 제어관련 부품 제작 및 구성· 조립
· 조립성 검토 · 구동시험
· 요소부품의 성능검증 시험 · 탑재품 일반/성능시험
● 추종성능 보완 대책 분석 및 제시
· 반능동/능동제어 시스템 응용관련 현장자료 검증
· 제어 시스템 대안 제시
● 차량 및 차량편성 시험 지원 및 결과분석
· 판토그라프 제어 및 구동 성능
· 공압제어 및 A.D.D 시스템 성능
· 저속 주행 시 집전성능
· 저속 주행 시 판토그라프 거동 및 각 부 응력변화
● 본선 시운전 시험 수행
ㆍ 판토그라프 정방향 및 역방향 주행시 동적 압상력의 편차
· 정방향 및 역방향 주행 시 각부 응력변화
· 추종성능시험결과 검증
● 본선 시운전 시험 지원
· 주행 시 속도별 동적압상력· 이선율 측정
· 집전성능 시험
● 판토그라프 해석, 설계, 제작 및 특성평가에 대한 자료통합
· 판토그라프 설계 및 해석 통합 solution S/W구축
· 통합 S/W의 매뉴얼 작성 및 황용방안 수립
● 유지/보수메뉴얼 작성
나. 판토그라프 집전판분야
● 본선 시운전 적용 집전판 성능확인 시험
ㆍ 집전판 기초물성확인 시험
- 밀도 - 쇼아경도 - 굽힘강도
- 미세구조(SEM) - 전기저항 - 충격강도
· 집전판 성능확인 시험 (일본 철도기술종합연구소)
- 집전성능 - 내마모성 - 내아크성 및 내충격성
· 개발된 용침 탄소계 집전판의 본선 시운전 시험에 적용
● 본선 시운전 시험 참여 및 결과분석
· 집전판의 집전성능 시험ㆍ 집전판의 내마모 성능
· 주행조건 및 집전 전류량에 따른 집전판의 온도변화
● G7 판토그라프용 최적 집전판 특성, 공정, 평가 자료 DB화
· 시험결과 분석을 통한 G7 판토그라프 최적 집전판 특성
· 용도별 집전판 제조 공정 최적화
● G7 판토그라프용 최적 집전판의 사용환경별 수명예측

목차 Contents

• 제1장 2단계 1, 2차년도 주요 연구실적...22
• 제1절 2단계 1차년도 주요 연구실적...22
• 1. 고속용 판토그라프 구조분야 기술 개발...22
• 2. 고속 판토그라프용 집전판분야 기술 개발...59
• 제1절 2단계 2차년도 주요 연구실적...69
• 1. 고속용 판토그라프 구조분야 기술 개발...69
• 2. 고속 판토그라프용 집전판분야 기술 개발...93
• 제2장 서론...98
• 제1절 기술개발의 필요성...98
• 1. 고속전철에 있어 판토그라프의 중요성...98
• 2. 고속용 판토그라프의 기술개발 및 상업화 현황...101
• 3. 판토그라프의 국내 기술개발 현황...102
• 제2절 기술개발의 목표 및 내용...103
• 1. 기술개발의 최종목표...103
• 2. 기술개발의 내용...104
• 제3절 당해 연도 연구내용...107
• 제3장 구조분야 연구성과...110
• 제1절 탑재용 판토그라프의 일반 및 성능시험...110
• 1. 일반시험...111
• 2. 성능시험...119
• 3. 차량편성 및 본선 시운전 시험...123
• 제2절 판토그라프의 해석 및 설계 통합 S/W...131
• 1. 판토그라프의 기구해석 및 요소부품 설계...136
• 2. 판토그라프의 동특성해석 및 관련 부품 설계...140
• 3. 판토그라프 성능시험용 신호분석 S/W...146
• 제3절 G7 고속전철용 판토그라프의 유지보수 매뉴얼...151
• 제4장 집 전판 분야의 연구성과...174
• 제1절 용도별 탄소계 집전판 시작품 제작...174
• 1. 탄소계 원소재와 바인더의 혼합...174
• 2. 순탄소계 및 용침탄소계 집전판의 성형...189
• 3. 순탄소계 및 용침탄소계 집전판의 열처리...193
• 4. 순탄소계 집 전판의 함침...199
• 5. 용침탄소계 집전판의 용침...201
• 제2절 용도별 탄소계 집전판의 기초물성 평가...203
• 1. 경도특성...203
• 2. 밀도특성...208
• 3. 비정항특성...211
• 4. 굽힘강도특성...214
• 제3절 용도별 탄소계 집전판의 통전마모 특성...217
• 제5장 결론...225
• 참고문헌...227
• 부 록 (위탁과제 보고서)...232