확률론적 해석 기법에 의한 궤간 가변 압축스프링의 건전성 평가

Abstract

국가기간망인 철도산업은 유라시아 대륙철도 연계운행 및 철의 실크로드와 연게하여 21세기 동북아 물류중심 도약 산업으로 각광받고 있다. 그러나 이외 연계운행은 각 국의 궤간의 차이로 인한 대차교환이나 환적의 문제점을 초래한다. 현재 개발 중인 궤간가변 윤축시스템(gauge - adjustable wheelset system)은 유라시아 대륙철도 연계운행 시 궤간차이를 극복할 수 있는 효과적인 방안으로서 보고되고 있다. 따라서 궤간 가변 윤축시스템의 중추적인 역할을 수행하는 스프링 부품은 변환구간 및 주행구간에서 안전성을 고혀한 피로수명평가가 매우 중요하다. 본 연구에서는 궤간 가변 압축스프링(compression coil spring)에 대하여 확률론적인 관점에서 이외 건전성을 평가하고자 한다. 압축스프링의 내구피로수명(Durability fatigue life)은 UIC 510-4(Wagons Bariable-Gauge Running Gear for 1435/1520 mm and 1668 mm)국제철도규격에 준하여 스프링강의 파손확률1%에서의 내구성 해석을 통해 평가하였다. 또한 압축스프링은 다양한 설계변수로 근사함수를 얻을 수 있는 유전자 알고리듬(genetic algorithm)을 이용하여 피로강도에 대한 확률론적 관점을 바탕으로 내구성이 고려된 최적설계(optimal design)안을 도출 및 검증하였다.; To reduce the cost and the time of transport in Eurasian railroad networks such as TKR, TCR and TSR owing to the problem of different track gauges (narrow/standard/broad gauge), it is important to develop the Gauge - Adjustable wheelset system to adapt easily to these gauges. Moreover, This system accomplish a conversion operation periodically from the gauge variable segment between Various gauge. Gauge variable pressure coil spring from conversion process accomplish a central role repetitively for operation mechanism between flange and locking part. Therefore, to assure the safety of the gauge-adjustment wheelset system, it is necessary to fatigue life evaluate of coil spring in the system using stress analysis. It was performed to evaluate stability of running track with UIC 510-4code. Fatigue life of the Gauge - Adjustable compression spring with the variation of the fatigue strength was evaluated by fatigue life analysis simulator