철도차량 동역학 해석을 위한 휠-레일 접촉 모듈 개발에 관한 연구

Abstract

점점 더 고속화 되는 철도차량의 개발로 차량 개발에 있어서 주행성능과 안정성 검토가 중요시 되고 있고, 주행안정성 검토를 위해서는 철도 차량의 동역학 해석이 필요하다. 철도차량은 판토, 가선, 대차, 휠-레일 등 여러 질량요소들과 각종 현가장치들로 연결된 복잡한 시스템으로 구성되어 있어 해석에 어려움이 있지만, 최근에는 컴퓨터의 발달로 소프트웨어를 통한 시뮬레이션이 가능해지고 있다. 철도차량의 동역학 해석 툴로는 AEAT사의 VAMPIRE, MSC사의 ADAMS/Rail를 가장 많이 사용하고 있다. 하지만 동력공급을 위한 철도차량만의 특별한 구성요소인 판토와 가선의 접촉 해석, 철도차량의 거동에 큰 영향을 주는 휠-레일 접촉 해석은 여전히 어려운 과제로 남아있다.(1) 조향장치가 따로 존재하지 않는 철도차량은 특이한 형상을 가진 휠-레일의 접촉만으로 직선 및 곡선 주행을 한다. 따라서 본 연구에서는 어떠한 툴에나 사용가능한 휠-레일 접촉 해석을 위한 모듈을 C언어를 기반으로 개발하고, 직선선로 및 다양한 곡선 선로에서의 주행시 철도차량의 동역학적 특성을 살펴보았다.