Effects of the Design Parameters of Suspension Systems on the Bounce of Electric Trains

전동차 상하진동에 대한 현가장치 설계변수의 영향

  • 박기수 (성균관대학교 기계공학부) ;
  • 최연선 (성균관대학교 기계공학부)
  • Published : 2008.02.29

Abstract

A two degree-of-freedom model for the bogie and car body of an EMU(Electrical Multiple Unit) was implemented on the basis of the experimental data which was actually measured during the running test of an EMU. The air spring of the EMU was modeled using Nishimura's air spring model to accommodate viscoelastic characteristics. Numerical simulation for the variation of th e design parameters of the suspension system shows that reduction of the stiffness of the air spring by decreasing the internal pressure of the air tank or increasing the size of the auxiliary tank can reduce the bounce of the car body within the stability range of the suspension system.

본 연구에서는 실측 주행시험 결과데이터를 바탕으로 윤축 진동과 설계변수간의 관계를 규명하고자 2 자유도계 모델을 구성하였다. 특히 2차 현가장치인 공기스프링의 점탄성 특성을 반영하기 위해 니시무라 공기스프링 모델을 적용하였다. 수치해석 결과 내부 압력 감소 및 보조 공기탱크 체적 증가 시 객차 가속도응답이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이에 안정성을 헤치지 않는 범위 내에서 현가장치의 강성을 조정해 볼 필요가 있음을 알았다.

Keywords

References

  1. A. Castellani (2000), "Vibrations Generated by Rail Vehicles : A Mathematical Model in The Frequency Domain," Vehicle System Dynamics, Vol.34, pp.153-173 https://doi.org/10.1076/vesd.34.3.153.2032
  2. T. Mazilu (2007), "Green's Functions for Analysis of Dynamic Response of Wheel/rail to Vertical Excitation," Journal of Sound and Vibration Vol.306, pp.31-58 https://doi.org/10.1016/j.jsv.2007.05.037
  3. G. Diana, F.Cheli, A. Collina, R. Corradiand and S. Melzi (2002), "The Development of A Numerical Model for Railway Vehicles Comfort Assessment Through Comparison with Experimental Measurements," Vehicle System Dynamics, Vol.38, No.3, pp.165-183
  4. 최경진, 장동욱, 유원희, 권영필(2001), "여차량량 현가장치의 강성비 변화에 의한 진동 실험," 한국소음진동공학회 2002년도 춘계 학술대회논문집, pp.1110-1115
  5. 최경진, 장동욱, 유원희, 김완두(2001), "여차량량의 질량비 변수가 상하진동에 미치는 영향," 한국소음진동공학회 2001년도 추계 학술대회논문집, pp.1293-1299
  6. 최경진, 이동형, 문경호, 이현석(1997), "수도권 통근용 전동차 주행진동성능 실차시험," 한국소음진동공학회 1997년도 추계학술대회논문집 pp.295-301
  7. 홍용기, 함영삼, 박찬경, 윤종민(1995), "철도차량 진동방지에 관한 연구," 철도청
  8. "DasyLab User Manual", (1996), DASYTEC
  9. Duane Hanselman and Bruce Littlefield (2001), "Mastering Matlab 6, Prentice Hall
  10. 산업표준심의회(2002), "철도차량의 진동 특성 - 측정 방법," 한국 표준 협회, KS R 9160
  11. "Road Map to ADAMS/Rail Documentation" (2005), MSC soft
  12. X. S. Jin, Z. F. Wen and K. Y. Wang (2005) "Effect of track irregularities on initiation and evolution of rail corrugation," Journal of Sound and Vibration, Volume 285, pp.121-148 https://doi.org/10.1016/j.jsv.2004.08.042
  13. 용호택(2005), "에너지 시스템 수치해석," 도서출판 아진