Abstract
Emergency tracks are necessary in case a broken down train evacuates, a train needs to make way for a faster train behind it, or a train suddenly stops and following trains must avoid colliding with it. Magnetic Levitated (maglev) Trains can change track to enter an emergency track using a segmented switch or a traverse switch. On a traverse switch, a train can change its track when the part of the track that the train is on moves to the other track. Currently manufactured Maglev trains have two bodies and the total length is 25 meters. If a traverse switch is used, it will only require 30 meters of track to move the train to the other track, so, when it comes to efficiency of costs and space, the traverse switch surpasses the articulated switch. Therefore, in this paper, an optimized design to secure structural safety and weight lightening is suggested. To achieve these results, the heights of the piled concrete and girders which are both placed on the top of the traverse switch, are set as design variables. The Finite Element Method (FEM), in application of kriging and in the design of the experiments (DOE), is used. Maximum stress, deformation, and structural weight are compared with the results, and through this process structural safety and weight lightening is proven.
고장차량의 대피, 급행열차 통과 시 완행열차의 대피, 주박 차량의 정차 등의 이유로 자기부상열차의 비상대피선은 반드시 필요하다. 자기부상열차용 비상대피선을 구현하는 방법은 크게 두 가지가 있다. 첫번째는 관절식 분기기를 이용하는 방식이고 두번째는 트레버스 분기기를 이용하여 차량을 적재한 상태에서 궤도를 이동시키는 방식이다. 현재 개발된 도시형 자기부상열차는 2량 1편성으로 구성되어 있으며 총 길이는 약 25m로 트레버스 분기기를 적용할 경우 약 30m의 길이 공간만을 필요로 하기 때문에 트레버스 분기기를 적용할 경우 공간적, 비용적 측면에서 이점이 있다. 따라서 본 논문에서는 구조적 안정성 확보 및 경량화를 위한 자기부상열차용 트레버스 분기기 최적설계를 진행하였다. 이를 위해 트레버스 분기기의 상면 콘크리트 매립부와 거더 높이를 설계변수로 선정하고 실험계획법, 크리깅 등의 최적화 기법을 적용하여 유한요소해석을 진행하였다. 최대 응력, 변형, 구조물 중량의 결과값 비교를 통해 구조적 안정성을 확보하면서 경량화할 수 있는 설계변수를 선정하고 재해석을 통해 해석 결과의 타당성을 입증하였다.