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A Stusy on the Coupled Vibration of Train Wheel and Pail - Dynamic Characteristics of Train Wheel with the Stepped Thickness -

車輪과 鐵路의 連成振動에 관한 硏究

  • 김광식 (한양대학교 공대 정밀기계공학과) ;
  • 박민태 (한양대학교 대학원 정밀기계공학과)
  • Published : 1987.01.01

Abstract

This study is a part of the research on the coupled vibration of train wheel with the stepped thickness and rail. The research was conducted for the purpose of examining the dynamic characteristics of train wheel at the running state and preventing the vibrations of the high speed railway. The stress at the boundary surface of web and rim, .sigma.$_{c}$, was analyzed in consideration of the uniform In-plane compressive stress depending on the conditions of rolling and the In-plane compressive stress depending on the rotation of train wheel. Then the equation of transverse vibration of the annular plate with the stepped thickness was analyzed by Rayleigh-Ritz's method. As a result of study, it was known that the rotational speed increase the natural frequency slightly and the acceleration level highly while the reaction force between train wheel and rail decrease the natural frequency linearly and the critical buckling is generated at n=1.

본 논문에서는 차륜을 등방성, 균질 재료라고 가정하였으며 웨브와 림의 두께 가 서로 다른 환형원판으로써 내원주는 고정되고 외원주는 자유라고 가정하였다. 외 원주상의 한 점에서 철로와의 구름조건에 따라 변하는 반경방향의 반력에 의한 내평면 압축응력과 원판의 회전에 의한 내평면 압축응력을 고려하고, 두께가 변하는 웨브와 림의 경계면에서의 연속조건을 이용하여 차륜의 횡진동방정식을 세워서 Rayleigh-Ritz 방법으로 수치해석을 하여 고유진동수와 임계좌굴하중을 계산하고, 실제 차륜의 1/6크 기로 형상화하여 제작한 연성진동장치로 실험하여 이론치와 비교, 검토하였다.

Keywords