• 제목/요약/키워드: 현가요소

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시뮬레이션에 의한 관절대차 현가요소 민감도 해석 (Simulation-based Sensitivity Analysis of Suspension Elements of an Articulated Bogie)

  • 한형석
    • 한국정밀공학회지
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    • 제20권7호
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    • pp.201-207
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    • 2003
  • Sensitivity analysis of suspension elements of an articulated bogie for light railway vehicles is presented. The ride, stability and safety are used as dynamic performance indices. Suspension elements of 10 and a conicity of wheel are used as design variables. To analyze sensitivity of design variables. the railway vehicle dynamics analysis program AGEM is used. The results show that the secondary suspension elements have a strong effect on ride and the primary suspension elements have a moderate effect on ride. Conicity of wheel has a strong effect on the stability. The safety is not effected by all the design variables.

전동차 현가구조에 따른 동적거동특성 분석 (Analysis on the Dynamic Behavior according to Suspension Structure of the Urban Railway Vehicle)

  • 허현무;노학락
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권11호
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    • pp.617-623
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    • 2020
  • 다수의 승객을 운송하는 도시철도 전동차는 도시 철도교통시스템의 핵심이다. 따라서 차량의 동적성능이 확보가 차량 안전 확보 및 승객서비스 차원에서 선행되어야 한다. 철도차량의 진동, 승차감과 같은 동적거동은 현가시스템 구조 및 현가요소에 따라 크게 영향을 받는다. 철도차량의 현가시스템은 윤축과 대차간 1차현가시스템, 대차와 차체간 2차현가시스템으로 구성되어 있다. 본 논문에서는 국내에서 운용되고 있는 전동차 현가구조에 따른 전동차의 동적거동에 대하여 분석하고자 한다. 현가구조가 상이한 2종류의 전동차에 대하여 실제 선로에서 동일 주행조건으로 주행시험을 수행하였으며 차량의 진동을 계측하였고 진동과 승차감, 진동감쇠율과 같은 동적거동 특성을 분석하였다. 시험결과, 차체 진동성능은 좌우방향은 B대차가, 상하방향은 A대차가 상대적으로 우수하게 나타났다. 승차감은 전반적으로 A대차가 B대차에 비하여 우수하게 나타났다. 진동감쇠율을 보면, 1차현가시스템은 고무스프링이 적용된 A대차에 비하여 코일스프링이 적용된 B대차의 진동감쇠 성능이 우수하며 2차현가시스템은 코일스프링에 비하여 공기스프링이 적용된 A대차의 진동감쇠 성능이 우수하다. 본 논문의 결과는 향후 철도차량 신차 설계 과정에서 현가구조 설계 및 현가요소 선정 시, 유용한 자료로 활용될 것이라 기대된다.

철도차량 주행안전성 향상을 위한 현가장치 최적화 연구 (A Study on the Optimization of Suspension Characteristics for Improving Running Safety of Railway Vehicle)

  • 이영엽;이희성
    • 한국철도학회논문집
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    • 제12권6호
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    • pp.909-914
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    • 2009
  • 철도차량의 주행안전성과 승차감을 결정하는데 있어서 현가장치는 중요한 요소이며, 현가장치 강성은 차량 설계 단계의 중요한 설계변수이다. 고속에서의 주행안전성을 위해 1차 현가장치에 강한 강성을 부여하는데 이는 곡선 주행성능을 감소시키는 단점이 있어 주행안전성과 곡선주행성능을 절충하면서 현가장치의 강성을 조절하고 있다. 본 연구에서는 철도차량의 현가장치 강성을 변화시켜 가면서 주행안전성 향상을 위한 현가장치를 최적화하는데 목적을 두고 있다. 현가장치 최적화를 위해 1, 2차 현가장치의 위치 및 길이, 폭, 강성, 감쇠력 등을 설계 변수로 하여 해석을 진행하였다. 현가장치 최적화 해석결과, 1, 2축 내 외측 차륜의 탈선계수 값이 초기 모델과 비교하여 감소한 결과를 확인할 수 있었다.

농용트랙터 전방차축 현가장치를 위한 유압회로 시험기 개발 (Development of a Test Rig with Hydraulic Circuit for the Front Axle Suspension System of an Agricultural Tractor)

  • 이정환;조봉진;김학진;구강모;인현기
    • 한국농업기계학회:학술대회논문집
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    • 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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    • pp.71-71
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    • 2017
  • 농용트랙터의 운전자는 작업, 주행으로 인한 유해한 저주파 진동에 장시간 노출된다. 이에 따라 운전자에게 전달되는 노면 진동을 감소시켜주기 위한 전방차축 현가장치의 역할이 커지고 있다. 트랙터의 전방차축 현가장치는 주로 유압식으로 설계되어 있으며 이를 구성하는 유압요소 선정이 현가장치의 성능에 중요한 영향을 미친다. 하지만, 실제와 유사한 조건에서 트랙터 차체 무게만큼 큰 부하를 제공하여 유압회로의 성능을 실험하는 것은 비용과 시간 측면에서 비효율적이다. 본 연구에서는 이를 대체하기 위하여 개별 유압요소의 성능을 테스트 할 수 있는 현가장치 유압회로 요인 시험기를 설계제작 하였다. 이를 이용하여 개별 부품의 성능곡선을 센서를 이용 측정하였고 얻은 특성값을, 구성한 유압 시뮬레이션 모델에 반영하여 실제조건의 유압특성을 얻을 수 있는 유효한 시뮬레이션 모델 개발에 활용하였다. 또한, 실험실 환경에서 유압식 현가장치를 간소화 시킨 형태로 유압회로의 성능을 예비시험해 볼 수 있도록 다양한 센서를 장착 데이터를 취득할 수 있도록 하였다. 개발한 요인 시험기는 하부에 설치된 가진 실린더를 이용하여 상부에 설치된 현가장치 실린더의 스트로크 변위와 속도에 따른 힘을 측정할 수 있도록 구성하였다. 이를 위해 현가장치 실린더의 헤드부와 로드부에 각각 압력센서를 설치하였으며 헤드부, 로드부의 압력 차이와 로드셀을 이용해 측정한 가진 실린더의 힘의 관계를 확인하였다. 상부의 현가 실린더 장치는 복동 형태로 제작되어 헤드부, 로드부 양쪽 방향으로 유량이 흐를 수 있도록 설계되었다. 이를 이용해 헤드부와 로드부 사이에 어큐뮬레이터, 가변 오리피스, 릴리프 밸브 등으로 유압회로를 구성하였으며 어큐뮬레이터 용량에 따른 힘의 변화, 가변 오리피스의 개도량에 따라서 전달되는 힘의 크기 등을 측정하였다. 하부의 가진 실린더는 사인파, 삼각파, 계단 입력, DC 레벨 등의 신호를 발생시킬 수 있도록 제작되었다. 신호의 주파수는 0~4Hz, 범위에서 사용자가 조절할 수 있도록 설정되었으며 계단응답 성능 측정 시험을 평가한 결과 정상상태오차는 0.470mm~0.536mm, 입상시간은 0.194초~0.202초, 정착시간은 0.230초~0.421초로 나타났다.

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고속철도차량 현가요소 운동변위에 대한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Displacement of Suspension Element for High Speed Rolling-stock)

  • 김형진;유원희;박태원;허현무
    • 한국철도학회논문집
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    • 제9권6호
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    • pp.798-803
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    • 2006
  • The suspension elements like primary coil spring, yaw damper, body to body damper are core parts of high speed railway bogie and the faults relating to these elements are reported recently. Thus, this study is started to analyze the displacements characteristics of suspension elements of high speed railway rolling-stock for the purpose of preventing the faults and developing the maintenance technology for suspension elements like spring and dampers. For this purpose, we made a plan to measure the displacements of the primary coil spring, yaw damper and body to body damper in actual running condition. We developed the measurement device to measure the longitudinal displacement and angular displacement of suspension elements and installed this device to test suspension elements. Test to measure displacements of suspension elements is conducted in service line of high speed railway. The displacement data which is acquired from the test with actual vehicles was analyzed for its maximum displacement depending on the track sections. As a result of analysis, we obtained the displacement trends occurring with the sections and valuable results like maximum values and the displacement distribution.

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

  • 허현무;안다훈
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권9호
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    • pp.84-90
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    • 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.

기구학적 구속조건과 탄성요소를 가진 현가계의 모드해석 (Modal Analysis of Suspension System with Kinematic Constraints and Elastic Elements)

  • 이장무;강주석;윤중락;배상우;탁태오
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제8권1호
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    • pp.110-123
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    • 2000
  • In this Study, the dynamic equation for vibration analysis of mechanical systems with kinematic constraints is derived. This equations are derived in terms of small displacements of Cartesian coordinates, and are applied to compute the dynamic response and the natural modes of the suspension system of a vehicle. The results are validated through the comparison with the results from conventional nonlinear dynamic analysis and modal test.

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비선형 현가요소를 가진 철도차량의 승차감 민감도 해석 (Ride Sensitivity Analysis of a Train Model with Non-linear Suspension Elements)

  • 탁태오;김명훈
    • 산업기술연구
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    • 제18권
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    • pp.233-240
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    • 1998
  • In this study, ride sensitivity analysis of train with non-linear suspension elements is performed. Non-linear characteristics of springs and dampers for primary and secondary suspensions of a train is parameterized. Equation of motion of the train model is derived, and using the direct differentiation method, sensitivity equations are obtained. For a nominal ride quality performance index, sensitivity analysis with respect to various design parameters regarding non-linear suspension parameters is carried out.

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