Abstract
To assure the safety of rolling stock, it is important to perform the fatigue analysis of reduction gear unit in rolling stock considering a variation of velocity and traction motor capability. This paper presents fatigue analysis of the damage of reduction gear unit of railway vehicle under variable amplitude loading(VAL) based on quasi-static fatigue analysis using finite element model and linear Miner's rule. The VAL for the simulation was constructed from the tractive effort curve and train run curves of railway vehicle under commercial operation condition using MSC.ADAMS dynamic analysis. The finite element model for evaluating the carburizing effect on the gear surface was used for predicting the fatigue life of the middle gear based on strain-life based approach. The results showed that the frequent high starting torque due to a quick start as well as increasing numbers of stops at station would decrease the fatigue life of reduction gear unit.
철도차량의 안전성을 확보하기위해서는 견인성능 및 속도의 변동성을 고려하여 감속기의 피로해석에 관한 연구를 수행하는 것이 중요하다. 본 논문은 고속철도차량 감속기 기어의 변동하중하에서 피로파괴에 대하여 준정적 유한요소해석과 선형 Miner's Rule에 의한 내구성해석을 수행하였다. 해석을 위한 변동하중이력은 열차견인성능곡선과 상업운전조건에서 운전선도를 기초로 MSC.ADAMS의 동역학 해석에 의하여 구축하였다. 또한 감속기 피로수명은 기어표면의 침탄부 효과를 고려한 유한요소모델을 사용하여 변형률-수명접근법에 의하여 예측하였다. 해석결과로부터 급출발에 의한 빈번한 높은 기동토크와 정차역수의 증가는 철도차량 감속기 기어수명을 감소시킴을 알 수 있었다.
