Abstract
The switch for a maglev vehicle should be designed such that the vehicle safely changes its track without touching the guiderail. In particular, a medium-to-low-speed EMS -type maglev train relies heavily on a U-type electromagnet where it generates levitation force and guidance force simultaneously. Therefore, it is necessary to evaluate the safety of the vehicle whenever it passes the switch, as it lacks active control of the guidance force. Furthermore, when the vehicle passes a segmented switch, which is a group of curves made up of connected lines with a small radius of curvature, it may come into mechanical contact with the guiderail owing to the excessive lateral displacement of the electromagnet. The goal of this study is to analyze the influence of a segmented switch on the safety of major design-related variables for achieving improved running safety. We propose a three-dimensional multibody dynamics model composed of two cars with one body. Using the proposed model, we perform a simulation of the lateral air gap, which is one of the measurements of the running safety of the vehicle when it passes the switch. The analyzed design variables are the length between short span girder, the articulation angle, the length between two centers of a fixed girder at its ends, and the number of girders. On the basis of the effects of the considered design variables, we establish an optimized design of a switch with improved safety.
자기부상열차에 있어서 분기기는 차량이 가이드레일과 접촉 없이 안전하게 노선을 변경할 수 있도록 설계돼야 한다. 특히, 별도의 안내 전자석이 없이 하나의 U-형 전자석으로 부상력과 안내력을 동시에 얻는 중저속 상전도흡인식 자기부상열차에 있어서는 분기기 통과시 안전성에 대한 검토가 요구된다. 이 방식에서는 안내력을 능동적으로 제어하지 않기 때문에 작은 곡률 반경이면서도 다수의 직선을 연결하여 곡선을 형성하는 관절형 분기기 통과시 전자석의 횡공극이 과도하게 발생하여 가이드레일과 기계적 접촉을 일으킬 수 있기 때문이다. 본 논문에서는 개발 중인 관절식 분기기에서 차량의 주행안전성 향상을 위하여 관절식 분기기의 주 설계 변수의 안전성에의 영향을 분석하는데 목적이 있다. 그를 통하여 분기기에서의 주행안전성을 향상하고자 한다. 이를 수행하기 위하여 2 량 1 편성으로 구성된 3 차원 전체차량 다물체 동역학 모델의 적용이 제안된다. 제안된 모델을 이용하여 분기기 통과시의 주행안전성척도 중의 하나의 횡공극 시뮬레이션이 이루어진다. 분석되는 설계 변수들은 단경간 거더의 길이와 굴절각, 끝단 고정궤도 중심 사이의 거리, 거더의 수량이다. 이러한 설계 변수들의 영향을 분석하여 안전성 향상을 위한 분기기 설계 방향을 제시한다.
