Abstract
In order to investigate the thermal cracking of the rolling stock brake disc, finite element analysis was conducted on the temperature distribution and thermal stress of the disc during braking. In case of initial vehicle speed of 90, 106, 120km/h, the maximum temperature on the disk surface due to braking was $135.9^{\circ}C,\;157.9^{\circ}C,\;178.7^{\circ}C$, respectively. And, the maximum von-Mises stress at the disc surface was 42.4, 50.3, 57.1MPa at a speed of 90, 105, 120km/h, respectively, indicating that the stress increases with an increment in the speed. Damage fraction due to braking during one year running on the Seoul - Busan line was determined as 14.6%.
본 연구에서는 제동시 발생하는 마찰열에 의한 철도차량 디스크의 온도 및 열응력을 유한요소해석을 이용하여 분석하고 동일 차량 디스크의 피로강도를 비교 평가하였다. 해석결과 초기속도 90, 105, 120km/h에서의 제동조건에서 제동했을 경우 디스크 마찰면에서 최대 von-Mise 응력은 각각 42.4, 50.3, 57.1MPa로 90km/h에서 120km/h로 33.3% 증가시 응력은 약 35% 증가하였으며 1년간 서울-부산간의 1회 왕복시 14.6%의 손상율이 발생하는 것으로 평가되어 선형손상법칙을 적용시 수명이 6.85년으로 예상된다.
