A Study on the Durability Improvement of Movable Bracket Structures

The movable bracket structure, which is an apparatus for supplying electric power to a running electric locomotive, is applied by a repeated load during the passage of the electric locomotive. Such a repeated load becomes an excitation source that causes screws constituting the movable bracket structure to be loosened. This study was conducted on the causes and countermeasures of the bolt loosening caused by the repeated vibration using a computer simulation. As the result, a simulation model was constructed to enable the dynamic analysis of the movable bracket structure. It could be found that the principal excitation frequency range for the bolt loosening of the movable bracket structure was less than 200 Hz. In addition, the bolts are prevented from being loosened by increasing stiffness of H beams. The vibration mode of a lower band bracket is found to be triggered in a frequency range between 300 and 600 Hz. And the increase in stiffness of the lower band bracket exhibits the effect to avoid the bolt loosening at a frequency range of 200 Hz or more.

가동 브라킷 구조물의 내구 성능 향상 방안 연구

전차에 전기를 공급하는 장치인 가동 브래킷 구조물은 전차가 통과할 때 반복적인 하중을 받는다. 이러한 반복하중은 가동 브래킷 구조물을 구성하는 나사들을 풀리게 하는 가진원이 되고 있다. 본 논문에서는 전산 시뮬레이션을 이용하여 반복적인 진동에 의한 볼트 풀림에 대한 원인과 대책에 대하여 연구하였다. 그 결과 전산 시뮬레이션 모델이 구축되어 가동브래킷 구조물의 동적응답 해석이 가능하게 되었다. 가동 브래킷 구조물의 볼트 풀림에 대한 주된 가진 주파수 영역이 200 Hz 미만임을 확인하였으며, H 빔의 강성을 증가함으로써 볼트풀림을 방지할 수 있음을 알 수 있었다. 아울러 볼트 풀림 원인이 되는 300, 600Hz 대역에서 발생하는 하부밴드 브라킷의 진동 모드를 확인 하였으며, 강성을 올리는 것은 200Hz 이상에서의 볼트 풀림을 방지할 수 있는 효과를 나타냄을 확인하였다.