• 제목, 요약, 키워드: 철도차량 동역학

검색결과 89건 처리시간 0.045초

다물체 동역학 해석방법을 이용한 철도차량의 임계속도 계산 (Calculation of Critical Speed of Railway Vehicle by Multibody Dynamics Analysis)

  • 강주석
    • 대한기계학회논문집A
    • /
    • v.37 no.11
    • /
    • pp.1371-1377
    • /
    • 2013
  • 본 연구에서는 다물체 동역학 모델을 이용한 철도차량의 임계속도 계산 방법을 제시하였다. 휠과 레일의 접촉 구속조건과 접촉력을 휠셋 단위에서 수식화하였다. 이를 대차모델에 합하여 구속조건을 가진 다물체 동역학 운동방정식으로 철도차량의 동적모델을 표현하였다. 철도차량의 다물체 동역학 모델에 대한 비선형 구속조건식과 운동방정식은 QR 분해법을 이용하여 독립좌표만으로 이루어진 선형방정식으로 유도하였다. 유도된 선형방정식으로부터 휠셋 및 이륜 대차에 대한 고유치 해석결과를 통해 임계속도를 구하였다. 임계속도에 영향을 미치는 차량 파라미터의 영향에 대한 결과를 제시하였다.

차륜-레일 2점 접촉을 고려한 3차원 윤축 동역학 해석 (A Three Dimensional Wheelset Dynamic Analysis considering Wheel-rail Two Point Contact)

  • 강주석
    • 한국철도학회논문집
    • /
    • v.15 no.1
    • /
    • pp.1-8
    • /
    • 2012
  • 윤축 동역학 해석은 철도차량 동역학 해석의 정밀도를 결정하는 핵심 요소이다. 본 연구에서는 정밀한 3차원 차륜-레일 접촉 해석을 윤축의 강체 운동 방정식에 적용하는 방법으로 3차원 윤축 동역학 해석을 수행하였다. 곡선 주행시 플랜지 접촉에 의해 차륜-레일 2점 접촉이 발생할 때 윤축의 동역학 해석이 가능한 수치해석 절차를 개발하였다. 윤축의 구속조건식과 강체 동역학 방정식을 Runge-Kutta 방법을 이용하여 수치적분을 수행하였다. 제안된 윤축 동역학 해석 결과는 VI-RAIL을 이용한 해석결과와 비교 분석하여 타당성을 검증하였다.

휠-레일 접촉모듈을 포함한 동역학 해석 프로그램 개발 (Development of a Dynamic Simulation Program Including a Wheel-Rail Contact Module)

  • 조재익;박태원;윤지원;이수호;정성필
    • 한국철도학회논문집
    • /
    • v.13 no.1
    • /
    • pp.16-22
    • /
    • 2010
  • 다양한 철도차량 동역학 해석 프로그램들은 장단점을 가지고 있다. 이러한 프로그램들은 가선계를 표현할 수 있는 대변형체를 나타낼 수 없는 한계를 가지고 있다. 본 연구에서는 철도차량의 동역학 해석을 할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 이 프로그램은 강체, 유연체, 대변형체에 대한 해석을 수행하고 상용프로그램과의 비교를 통하여 신뢰성을 확보하였다. 또한 가선계를 대변형체로 고려하였고, 강체와 대변형체를 연결하는 미끄럼 조인트를 추가하였다. 여기에 휠-레일 접촉모듈을 추가하여 철도차량의 동역학 해석이 가능한 프로그램을 개발하였다.

KRRI 전륜 조향 차량의 횡 방향 선형 동역학 모델 (A Linear Model of Lateral Dynamics of the KRRI All Wheel Steered Vehicle)

  • 김영철;윤경한;민경득;변윤섭;목재균
    • 대한전기학회:학술대회논문집
    • /
    • /
    • pp.230-231
    • /
    • 2008
  • 본 논문은 KRRI 전륜 조향 차량의 횡 방향 동역학 모델링에 대한 내용을 기술한다. 이 차량은 굴절버스 형태를 갖고 모든 차륜의 조항이 가능하며 트레일러와 트랙터의 후륜이 독립적으로 구동 가능한 시스템을 갖고 있다. 이 시스템의 모델링은 비선형 동역학 방정식을 유도하고 선형화 한 뒤 횡 방향 동역학 모델만을 분리해서 최종적으로 횡 방향 선형 동역학 모델을 유도하는 과정을 거친다. 마지막으로 시뮬레이션을 통해 선형 모델을 검증한다.

  • PDF

180km/h급 한국형 틸팅차량의 틸팅 메카니즘 기구동역학 해석 (Kinematics Analysis of Tilting Mechanism for Korea Tilting Train with 180km/h Service Speed)

  • 고태환;김남포;구동회
    • 한국철도학회:학술대회논문집
    • /
    • /
    • pp.8-14
    • /
    • 2003
  • 곡선부가 많은 국내 기존선의 속도향상을 위한 틸팅차량의 개발은 기존선의 전철화에 따른 고속화를 위해 그 필요성이 부각되고 있다. 일반 고속차량과 다른 주행 메카니즘을 가지고 있는 틸팅차량의 주요 기술을 확보하기 위한 틸팅대차와 틸팅시스템의 개발과 연구는 한국철도의 기술력 향상에 큰 역할을 할 것이다. 180km/h급 한국형 틸팅차량의 틸팅 메카니즘 기구동역학 해석을 통하여 틸팅 대차를 형성하는 주요 파라메터들의 변화에 따른 틸팅 메카니즘의 특성과 영향력을 검토한다. 이를 통하여 최적의 틸팅운동을 수행할 수 있는 주요 파라메터의 값을 제시함으로서 틸팅차량이 요구하는 최적의 틸팅 메카니즘을 구현하고자 한다. 이 연구를 통해서 얻어지는 결과들은 팅팅 대차용 엑츄에이터의 성능 설계와 해석의 기반 자료로 사용되어진다.

  • PDF

곡선 구간에서 철도 차량 휠의 마모 특성 해석 (A Wheel Wear Analysis of Railway Vehicle on a Curved Section)

  • 강주석
    • 대한기계학회논문집A
    • /
    • v.40 no.6
    • /
    • pp.547-555
    • /
    • 2016
  • 철도차량의 휠의 마모는 주로 곡선 주행 시 발생한다. 휠의 형상 변화는 차량 동적 안정성에 중요한 영향을 미친다. 본 연구에서는 곡선 주행 시 휠 마모 특성 분석을 위해 곡선 반경 크기와 속도를 변경시키면서 휠 마모량을 계산하였다. 다물체 동역학 해석에 기초한 차량 동역학 해석결과로부터 마모인자를 계산하고 BRR(British Rail Research)에서 제시한 마모 모델을 이용하여 휠의 마모량을 계산하였다. 반경 300m에서의 마모량이 다른 반경과 비교하여 매우 큰 것으로 나타났다. 곡선 선로에 윤활유를 도유하는 경우 마모 특성 변화를 분석하기 위해 휠의 답면과 플랜지 부위의 마찰계수를 다르게 하여 휠 마모량을 계산하였다. 도유 시 휠 마모의 개선 효과를 여러 반경에서 계산하고 실제 도시철도구간에서 마모 개선 효과를 확인하였다.

철도차량용 코일스프링 횡강성 해석 (Analysis on the Lateral Stiffness of Coil Spring for Railway Vehicle)

  • 허현무;안다훈
    • 한국산학기술학회논문지
    • /
    • v.19 no.9
    • /
    • pp.84-90
    • /
    • 2018
  • 철도차량의 거동을 해석하기 위하여 다물체 동역학 모델을 구성함에 있어 현가시스템을 구성하는 스프링, 댐퍼와 같은 현가요소에 대한 스프링강성이나 감쇠계수와 같은 물성치 파악은 매우 중요하다. 그 중 1차, 2차 현가시스템에 주로 활용되고 있는 코일스프링에 대한 동역학 모델을 구성함에 있어 축방향 강성은 도면이나 설계자료에 명확하게 명시되어 있지만 횡방향에 대한 물성은 명시되어 있지 않아 동역학 해석 모델 구성에 어려움을 안고 있다. 따라서 본 논문에서는 철도차량의 현가시스템에 폭 넓게 적용되고 있는 코일스프링에 대한 횡강성을 해석하기 위한 모델에 대하여 검토하고자 한다. 코일스프링 시료에 대한 횡강성을 해석하고자 유한요소해석 방법을 수행하였고 Krettek와 Sobczak의 코일스프링 횡강성 해석모델을 적용하여 수치해석을 수행하였다. 그리고 코일스프링 시료를 대상으로 횡강성 특성시험을 수행하여 해석모델과의 적합성을 검토하였다. 시험결과와 비교한 결과, Krettek와 Sobczak의 코일스프링 횡강성 해석모델을 적용하고 보정계수를 수정한 결과가 시험결과에 근사한 결과를 얻을 수 있었다.

다물체 동역학해석을 이용한 DMT 화차의 주행특성 연구 (Multibody Dynamic Simulation and Running Characteristics of DMT Freight)

  • 이승일;엄범규;이희성
    • 한국소음진동공학회논문집
    • /
    • v.19 no.1
    • /
    • pp.35-41
    • /
    • 2009
  • Through the multibody dynamic simulation, the analysis model of the modalohr freight car of the DMT freight car was developed. By using the developed analysis model, the running dynamic characteristics was inquired through the dynamic analysis about the modalohr freight car. As the running speed and the primary suspension were increased, the lateral and vertical vibration accelerations of the car-body and the bogie were also increased. In case of the lateral vibration acceleration of the car-body, however, review should be considered since it can be influenced by the nonlinear characteristic of the primary suspension. The lateral and vertical vibration of the car-body were generated at the frequency of $2{\sim}3\;Hz$ and $7{\sim}8\;Hz$. And the lateral and vertical vibration of the bogie were generated at the frequency of $25{\sim}35\;Hz$ at the low speed section, $40{\sim}50\;Hz$ at the high speed section.

트랙좌표계를 이용한 철도차량의 동역학 해석에 관한 연구 (A Study on the Dynamic Analysis of Railway Vehicle by Using Track Coordinate System)

  • 강주석
    • 한국자동차공학회논문집
    • /
    • v.21 no.2
    • /
    • pp.122-130
    • /
    • 2013
  • Rail geometries such as cant, grade and curvature can be easily represented by means of a track coordinate system. In this analysis, in order to derive a dynamic and constraint equation of a wheelset, the track coordinate system is used as an intermediate stage. Dynamic and constraint equations of railway vehicle bodies except the wheelset are written in the Cartesian coordinate system as a conventional method. Therefore, whole dynamic equations of a railway vehicle are derived by combining wheelset dynamic equations and dynamic equations of railway vehicle bodies. Constraint equations and constraint Jacobians are newly derived for the track coordinate system. A process for numerical analysis is suggested for the derived dynamic and constraint equations of a railway vehicle. The proposed dynamic analysis of a railway vehicle is validated by comparison against results obtained from VI-RAIL analysis.

열차의 타고오름 해석을 위한 2차원 충돌동역학 모델링 기법 연구 (Study on a 2-Dimensional Dynamic Modeling Technique to Analyze the Overriding Phenomena of Rollingstock)

  • 김거영;구정서;권태수
    • 한국철도학회논문집
    • /
    • v.14 no.1
    • /
    • pp.11-18
    • /
    • 2011
  • 본 논문은 열차의 타고오름 해석을 위한 새로운 2차원 다물체 동역학 모델링 방법을 제안하였다. 본 동역학 모델은 에너지 흡수구조/부품뿐만 아니라 차체의 변형도 고려하여 비선형 스프링, 댐퍼, 질량으로 구성되며 철도차량의 충돌에너지흡수량, 승객구간의 가속도, 연결 장치의 충격력, 차량간 타고오름 변위 등을 잘 예측할 수 있다. 제안된 방법으로 한국형고속열차를 차체 각 부분의 압괴 특성을 구하고 2차원 다물체 충돌동역학 모델을 구성하였다. 열차 대 열차 충돌 시나리오조건으로 2차원 동역학 모델을 시뮬레이션하고 3차원 가상시험 모델로 평가하였다. 그 결과 2차원 동역학 모델은 타고오름 거동을 잘 예측하였으며 차체변형을 고려한 모델링 기법이 타고오름 평가에 중요함을 확인하였다.