• 대한기계학회논문집A
• /
• 제37권1호
• /
• pp.17-23
• /
• 2013

지하철 전동차에는 2 차 현가장치인 공기스프링의 횡강성 저하특성을 보강하기 위해 대차와 차체 사이에 횡댐퍼를 설치하게 되는데, 이 횡댐퍼는 주행 시 차체의 횡진동을 감소시키는 역할을 수행한다. 그러나, 횡댐퍼의 감쇠력이 저하될 경우 전동차의 주행안정성과 승차감이 함께 악화되며, 차체의 횡방향 운동이 증가되는 요인으로 작용하게 된다. 본고에서는 전동차 주행 시 비정상적으로 발생하는 충격에 대하여 그 원인을 살펴보고 해결방안을 마련하고자 횡댐퍼의 감쇠력에 따른 차체의 횡변위를 동역학 시뮬레이션을 통해 검토하였으며, 그에 따라 충격에 의한 이상진동 및 소음의 발생 유무를 파악하였다. 그로부터 충격이 발생되지 않는 적정 감쇠력을 구하고자 하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제25권5호
• /
• pp.141-148
• /
• 2021

본 연구에서는 강재 댐퍼의 횡변형을 방지할 수 있는 기술을 검토하여, 꺽쇠형 댐퍼에 적용하였다. 실험방법은 기존 연구와 같이 록킹 거동을 적용하였다. 평가변수는 횡변형 방지 상세 없는 기존 연구결과(SV-260)와 횡변형 방지 상세가 적용된 V-1과 V-1R이다. 여기서 V-1은 횡변형 방지상세가 댐퍼 하단부에 있으며, V-1R은 횡변형 방지상세가 하단부 및 상단부에 있다. 최대 하중 발현 시, 모멘트, 변위비 및 에너지 소산능력을 SV-260을 기준으로 상대 평가한 결과, SV-260 대비 V-1 및 V-1R의 최대모멘트는 1.22배, 1.36배 증가하였으며, 최대변위비는 2.41배, 2.92배 증가하였다. 또한 에너지 소산능력도 각각 1.39배, 1.52배 증가하였다. 따라서 강재 댐퍼에 횡변형 방지 상세를 적용한 것은 적절한 것으로 평가되었다.

• 한국철도학회논문집
• /
• 제15권6호
• /
• pp.543-549
• /
• 2012

본 연구는 차세대 분산형 고속전철 시제차량(HEMU-430X)의 후미진동저감에 관한것이다. VAMPIRE 해석을 통한 주행거동 관찰에서 HEMU-430X는 전두부 유선형 형상유지를 위하여 설치된 한방향 요댐퍼 때문에 후미차량에서 횡방향 진동이 예상되었으며, 430km/h에서 기준치를 초과하는 경우가 있었다. 이 후미진동을 감소시키기 위하여 차륜답면 형상변경, 횡댐퍼 댐핑계수조정, 요댐퍼 계수조정 등 다양한 방법을 시도하였으나 후미진동이 없어지지 않았다. 최종적으로 요댐퍼를 양방향으로 바꾸었을 때 횡방향 진동이 사라졌다. 실제 시운전에서는 150km/h로 주행하였을 때 횡방향 후미진동이 나타났으며, 요댐퍼를 양방향으로 바꾸어 300km/h 주행 시에도 후미진동이 나타나지 않았다. 추후 430km/h까지 최고속도시험을 수행할 예정인데 높은 속도에서 후미진동이 다시 발생한다면 본 연구에서 제시한 차륜답면 형상변화, 횡댐퍼 계수 조정 등의 방법을 이용해서 진동을 저감시킬 수 있을 것이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제26권5호
• /
• pp.66-73
• /
• 2022

본 연구에서는 록킹 거동을 하는 강재댐퍼에 대한 기존 연구결과를 근간으로 스트럿 높이가 동일하고 단면적이 유사한 댐퍼 7개의 실험결과를 비교하였다. 강판댐퍼로 Ldpd(횡변형 방지 상세) 없는 SI-260, SV-260, SS-260, Ldpd 있는 I-1, V-1, S-1 및 강봉댐퍼인 R20-260을 평가하였다. 또한 단면적이 0.56배인 R15-260도 같이 평가하여, 강봉댐퍼 거동 성능을 적절히 평가하고자 하였다. 중요한 연구결과는 강판댐퍼의 일방향성을 개선한 강봉댐퍼 적용의 우수성이며, 이는 모멘트 저항 능력 및 변위비 평가에서도 확인할 수 있었다. 평가결과, 강봉댐퍼인 R20-260의 성능이 가장 우수한 것으로 평가되었다. 또한 변위비 2.0까지 변형 능력을 나타내어, 충분한 내진성능을 보유한 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제36권11호
• /
• pp.1447-1453
• /
• 2012

도시형 자기부상열차는 U 자형 전자석만을 사용하여 부상공극을 일정하게 유지하며 주행한다. U자형 전자석은 그 형상 특성으로 인하여 전자석 위치에 따라 안내력을 동시에 갖기 때문에 능동적 횡공극 제어가 없이도 차량을 레일에 따라 안내할 수 있는 장점을 갖는다. 그러나 횡공극을 제어하기 않기 때문에 횡진동이 증가하여 승차감 및 주행안정성에 악영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 능동제어가 없이도 횡진동을 저감시키기 위한 방법으로 횡댐퍼 적용 효과에 대한 분석이 이루어진다. 이를 위하여 자기부상열차의 횡방향 고유진동특성을 우선 해석하고, 횡방향 댐퍼를 설치했을 때의 진동저감 효과 분석이 이루어진다. 정확한 횡진동 예측을 위하여 자기부상열차의 3 차원 다물체 동역학 모델을 사용하였다. 본 논문의 결과를 통해서 자기부상열차의 횡진동 저감을 위한 횡댐퍼 채택 제안에 활용하고자 한다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소음진동공학회 2012년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.722-728
• /
• 2012

In railway vehicle, riding comfort depends mainly on the secondary lateral damper and track condition. When the damping force of lateral damper becomes abnormal condition or the track condition is worse, the running stability and ride comfort of the railway vehicles go down. In addition, the lateral motion of carbody is increased. Therefore, the lateral motion of carbody is reviewed carefully by considering lateral damping force and track condition of the railway line in design stage. In this study, the lateral displacement of carbody was studied in accordance with lateral damping force and track condition. The target vehicle is EMU for subway line.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제20권12호
• /
• pp.797-803
• /
• 2019

본 연구는 동력분산형 고속열차의 횡방향 진동을 저감하기 위하여 진행되었다. 동역학 해석을 통한 연구에서 동력분산형 고속열차 시제차량(HEMU-430X)은 고속열차에서 주로 사용되는 차륜프로파일(XP55, GV40, S1002)에 관계없이 낮은 등가답면구배에서 횡방향 진동이 커지고, 차륜 마모가 진행되어 등가답면구배가 커지면 횡진동이 감소하는 경향을 보였다. 이는 HEMU-430X에 적용된 현가장치 특성치들의 조합된 결과로 인해 등가답면구배가 낮을 때 차체와 대차가 1.4Hz의 주파수로 공진하여 차체 헌팅이 발생되기 때문이다. 고속열차의 횡방향 진동저감에 대한 해외 사례에서 요댐퍼의 유압강성(Hydraulic stiffness)을 낮추어 진동을 개선한 사례를 고찰하였다. 요댐퍼의 시리즈 강성은 유압강성과 탄성조인트의 조합인데 본 연구에서는 유압강성 조정대신 비교적 간단하게 할 수 있는 탄성조인트의 강성을 낮추어 횡방향 진동을 개선하고자 하였다. 신규 제작된 탄성조인트를 적용한 요댐퍼의 시리즈 강성은 기존 요댐퍼 대비 60% 수준으로 낮았다. 60% 수준의 시리즈 강성이 적용된 요댐퍼를 HEMU-430X의 TC~M2 3량에 설치하여 시운전 시험을 수행하였다. 시운전 시험 결과 TC를 선두로 한 하행 주행 시 TC~M1의 횡방향 진동이 개선되고, MC를 선두로 한 상행 주행 시 후미 TC차량의 횡진동이 개선되는 결과를 보였다. 본 연구의 진동저감 방안은 향후 영업운전을 위해 도입되는 EMU-250 및 EMU-320의 횡방향 진동 문제 발생 시 해결책으로 적용할 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제22권3호
• /
• pp.46-52
• /
• 2018

기존 골조구조물의 횡 변위 조절이 가능한 댐퍼 시스템을 개발하기 위한 목적으로 상세개발 및 성능실험을 실시하였다. 개발 상세는 기둥간 보의 변형을 방지하기 위하여 고안된 ALD및 층간변위를 제어하기 위하여 고안된 AWD로 구분되며, 기존 연구결과의 비보강 BF를 비교대상으로 사용하였다. 파괴양상, 하중-변위 곡선, 포락선, 최대강도, 강성저하 및 에너지 소산능력 등을 비교 평가하였으며, ALD 및 AWD의 내진보강효과를 확인할 수 있었다. 또한 아라미드 시트로 기둥을 구속하는 공법이 내진성능 향상에 매우 우수함을 확인하였다.

• 전산구조공학
• /
• 제26권2호
• /
• pp.37-42
• /
• 2013

준공 후 상당한 시간이 지나 내진설계가 되지 않았거나 내진상세가 이루어지지 않은 건물의 부족한 내진성능을 보완하기 위한 방법의 하나로 좌굴이 제한된 가새형 댐퍼를 적용할 수 있다. 이 방법을 적용할 경우, 기존 내진보강법의 불확실성을 줄일 수 있었음에도 불구하고, 댐퍼의 설계과정이 복잡하여 실무에 적용하기 어려웠다. 그러나 본 원고에서는 강성과 강도개념을 적용한 댐퍼의 설계법을 적용함으로써, 실무에서 쉽게 적용할 수 있도록 하였다. 준공된 지 16년이 지난 비틀림 비정형 건물에 대한 내진성능을 평가한 후, 가새형 댐퍼로 보강한 결과는 다음과 같다. (1) 일방향해석결과 나타난 골조별 하중-지붕변위의 관계를 이용하여, 연약골조의 강성을 강한 골조의 강성과 일치시키고, 이 강성비로부터 댐퍼가 부담하는 최적의 내력비율을 정하여 내진보강을 수행한 결과, 가새를 설치한 방향으로는 가새형댐퍼가 비틀림 방지와 연성증대효과를 구조물에 부여하여 성능이 획기적으로 증가하였다. 또한, 그 가새의 직각방향 하중에 대해서도 가새를 설치함으로써 비틀림 강성이 증가하고, 가새와 코어벽체가 인장과 압축으로 횡력에 저항하여 횡저항 성능이 증가하였다. (2) 내진성능이 부족한 비틀림 비정형 건물의 내진성능을 증진시키기 위해 가새형 댐퍼를 적용함에 있어, 댐퍼의 강성을 이용하여 구조체의 비틀림 거동을 최소화하고, 연성을 증진시키는 방법을 체택할 경우, 실무자들이 보다 쉽게 적용할 수 있으면서 그 효과도 상당히 클 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권11호
• /
• pp.561-567
• /
• 2018

본 연구는 동력분산형 고속열차의 승차감을 개선하기 위하여 진행되었다. 동력분산형 고속열차 시제차량의 동역학 해석을 통해 300km/h이상의 임계속도를 갖는 등가 답면구배의 범위는 0.05에서 0.25사이임을 확인하였다. 초기에 적용된 차륜 프로파일 S1002는 4만km이상의 누적주행거리에도 불구하고 등가 답면구배는 0.033 정도였고, 안정적인 운행을 위해서는 등가 답면구배가 0.061이 넘는 XP55가 더 적합함을 확인하였다. 동력분산형 고속열차의 승차감을 개선하기 위한 방안으로 요댐퍼의 설치 각도를 $7.35^{\circ}$에서 $0^{\circ}$로 변경하고, 민감도 분석과 최적화를 통해 도출된 공기스프링 횡 및 상하방향 강성 30% 감소, 2차 수직댐퍼 및 횡댐퍼 댐핑계수를 50% 증가시키는 방안을 제안하였다. 이를 적용하면 차체 가속도를 평균 20%정도 개선시킬 수 있을 것으로 예상되었다. 도출된 승차감 개선 방법의 일부인 요댐퍼 설치각도를 $0^{\circ}$로 변경하고 횡댐퍼의 댐핑계수를 30% 증가시킨 후 경부고속선에서 300km/h 속도로 시운전을 진행하였을 때, 차체 횡가속도는 평균 34.3% 개선되었고, 본 연구에서 제안된 추가적인 개선 방안은 향후 시운전 시험 시에 적용될 예정이다. 본 연구에서 사용된 승차감 개선 프로세스는 향후 동력분산형 고속열차의 상업 운행 시에 발생할 수 있는 승차감 관련 문제 해결에 사용될 수 있다.