최적화 툴을 이용한 동특성 해석 모델 검증

박길배(Park Kil-Bae),성재호(Seung Jae-ho),우관제(Woo Kwan-Je) 한국철도학회 2009 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2009 No.5월

According to the GM/RT2141, to assess the safety of vehicle, the validated the vehicle dynamic model should be applied. The validation of the vehicle model is against the static test, some kind of vehicle type test results have been used to determine the suspension characteristics and the vehicle dynamic characteristics. To validate the vehicle model and the test results, first the test results has been analysed as to specified the suspension characteristics and than the parameters to related with the test result has to be adjusted to show the same results of the test. In this process the parameters of vehicle model have been determined to show the coherence of the two results of the simulation and the test by trial & error. In this report, the optimization tool has been introduced in this model validation process and shows the efficient and well validated model.

철도차량 구동시스템 진동특성에 관한 연구

박길배(Kil-bae Park),김지웅(Ji-woong Kim),성재호(Jae-ho Sung),우관제(Kwan-jae Woo) 한국철도학회 2013 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2013 No.5

고속 철도차량의 고속 주행을 위한 구동력은 전기모타에서 발생한 구동토크가 구동기어, 트리포드, 휠기어를 거쳐서 휠셋에 전달되는 방식으로 전달된다. 고속차량의 주행중 이러한 구동시스템에서 발생하는 진동은 모타의 구동토크를 제어하기 위한 PWM 제어의 특성 및 구동 기어와 기어커플링등의 회전체 시스템의 불균형 및 misalignment에 의하여 발생하게 된다. 이러한 고속 회전시에 발생하는 진동이 불규칙적이거나 비정상적으로 발생하게 되면 이로 인하여 구동 시스템의 내구성 저하 및 차량의 이상진동의 원인이 될 수도 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 고속 철도차량의 고속 주행시 구동시스템에서 발생하는 토크 진동 특성을 파악하기 위하여 구동시스템에 대한 다물체 동역학 모델을 구성하였으며, parameter study를 통하여 주요 설계 변수에 따른 토크 진동 특성을 파악하고자 하였다. Driving system for the high speed train composed of the traction motor, driving gear, tripod, wheel gear and wheelset. The tractive effort of the traction motor controlled by PWM method and the mechanical characteristics of the drive system have effect on the vibration characteristics of the vehicle. To analysis the characteristics of the drive system, the multibody dynamics model for the drive system of high speed train have established and the vibration characteristics have been examined by the parameter study for the design parameters of the drive system.

UIC505-1에 의한 차량한계 검토에 관한 고찰

박길배(Park Kil-bae),이강운(Lee Kang-wun),양희주(Yang Hee-joo) 한국철도학회 2005 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.- No.-

The maximum vehicle profile should be determined according to the required international standards as UIC505-1, BASS501 and other gauge. In this report, the method to determine the maximum vehicle construction gauge according to UIC505-1 has been studied and applied to the current designing vehicle.

궤도 검측 데이터의 동특성 해석 적용 방법에 관한 연구

박길배(Park Kil-bae),이강운(Lee Kang-wun) 한국철도학회 2007 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.- No.-

The accuracy of the results of the rail vehicle dynamic model is dependent on the realism of the track input to the model. An important part of the track input is the irregularities that exist on actual track. This study presents a modeling method for creating track data with the irregularities for use as the input to VAMPIRE, a rail vehicle dynamic analysis program. The characteristics of the measured track data using the mid chord system has been studied and examined the method to create track data with the measured data to apply in the vehicle dynamic analysis.

차체 재질에 따른 주행중 차량 진동 특성 비교 평가

박길배(Kil-Bae Park),성재호(Jae-Ho Seung) 한국철도학회 2019 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2019 No.5

철도차량 진동 개선을 위한 메타모델 기반 최적설계

진성완(Sungwan Jin),박길배(Kil-Bae Park),성재호(Jae-Ho Seong) 한국철도학회 2012 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2012 No.10

본 연구는 철도차량의 승차감에 영향을 미치는 진동을 개선하기 위해 메타모델 기반의 근사최적설계를 수행하였다. 우선, 설계문제를 정식화한 후 철도차량 진동 개선을 위한 해석 프로세스를 구축하였다. 그리고 설계작업의 효율성 향상을 위해 해석 프로세스를 통합하고 자동화하였다. 최적해를 구하기까지의 계산비용을 줄이기 위해 메타모델 기반의 근사최적설계를 수행하였다. 실험계획법인 최적라틴방격추출법을 사용하여 실험점을 추출하고, 추출된 실험점을 사용하여 메타모델인 크리깅 모델을 생성하였다. 그 후, 진화 알고리즘을 사용하여 최적설계를 수행하여, 설계 요구사항을 만족하면서 진동을 14.6% 개선한 최적해를 도출하였다. In this study, we propose an approximate optimization method for improving railway performance. First, we formulate an optimization problem. Next, we establish the CAE procedure of evaluating vibration. Then, to enhance the efficiency of design work, we integrate and automate the established CAE procedure using a process integration and design optimization tool. For effective optimization, we adopt the approach of metamodel based approximate optimization. We select sampling point using an optimal Latin hypercube design for generating kriging models, and carry out the optimization for improving lateral vibration using an evolutionary algorithm. Optimization results reveal that the lateral vibration is reduced by 14.6% while satisfying the design constraint.

철도차량 주행 중 차륜과 선로에 의한 구름소음 추정 방법

박희준(Hee-Jun Park),박길배(Kil-Bae Park),이강운(Kang-Woon Lee) 한국철도학회 2014 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2014 No.10

주행중인 철도차량의 외부소음은 대차에서 발생하는 소음의 크기에 의해 결정된다. 대차의 소음은 차륜과 선로의 접촉에 의해 발생하는 구름소음과 견인전동기와 구동기어에 의한 추진장치의 소음으로 이루어지게 된다. 주행중인 차량의 외부소음을 예측하기 위해서는 대차에서 발생하는 소음의 크기를 우선적으로 결정해야 한다. 견인전동기와 구동기어는 차량에 설치 하기 전에 장치 단위에서 발생하는 소음의 크기를 미리 측정 할 수 있으나 차륜과 선로의 접촉에 의해 발생하는 구름소음은 차량 제작 전에 파악하기가 어려우며 차량제작 후에도 구름소음만의 크기를 직접적으로 측정하기는 불가능하다. 따라서 본 연구에서는 철도차량 주행 시 차륜과 선로에 의한 구름소음 만의 크기를 시험적인 방법을 통하여 간접적으로 추정하는 방법을 제안 하고자 한다. When the railway vehicle is running, the exterior noise is dominated by the sound strength of the bogie. The bogie noise consists of the noise emitted by the traction motor, driving gear and the rolling noise by the contact between the rail and the wheel. To predict the exterior noise when the vehicle is running, the sound strength of the bogie should be determined first. The noise of the traction motor and the driving gear can be measured easily before the unit is applied to the vehicle. But it is hard to measure the rolling noise emitted by the contact between the rail and the wheel before the vehicle is manufactured. And even though the vehicle is manufactured, it is hard to measure the net sound strength of the wheel/rail rolling noise directly. This paper proposes the indirect method to measure the net sound strength of the wheel/rail rolling when the railway vehicle is running.

Air-Spring의 오리피스 댐핑 특성에 관한 연구

손병구(Son Byoung-Gu),박길배(Park Kil-Bae),우관제(Kwanje Woo) 한국철도학회 2009 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2009 No.11월

Air spring system is widely accepted for secondary suspension of railway vehicle to support load and absorb the vibration. And the a major role of the air spring system is to improve vertical dynamic characteristics and vertical ride comfort. The mechanical behaviour of air spring is based on fluid and thermodynamic mechanics. The main parameters of air spring are stiffness due to compression of the air in the spring and surge reservoir, change of area stiffness and orifice damping. In this paper, the orifice damping characteristics are determined using wedge test results and the correlations between orifice design factors and the damping characteristics are reviewed.

운행속도별 차량 주요 소음원 분석

박홍석(Hong-Seok Park),박희준(Hee-Jun Park),박길배(Kil-Bae Park),김종환(Jong-Hwan Kim) 한국철도학회 2013 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2013 No.11

본 연구의 목적은 철도차량의 주행중 외부소음에 영향을 미치는 소음원의 특성을 파악하고, 그 특성을 이용하여 측정된 외부소음의 결과로부터 지배적인 소음원을 파악할 수 있는 방법을 검토해 보기 위함이다. 주행중 외부소음의 경우 주 소음원은 Wheel/rail 구름마찰 소음, 추진장치 및 구동장치의 소음이며, 각 소음원의 영향은 차량의 주행속도에 따라 기여도가 달라진다. 외부소음에 대한 소음원 영향을 파악하기 위해서 단품시험과 외부소음 시험을 시행하였다. 시험결과로부터 각각의 소음원에 대한 특성을 파악하였고, 특정 외부소음에서 소음원의 특성을 이용하여 지배적인 소음원을 확인하였다. The purpose of this study is identify the characteristics of noise sources which affect external noise while driving and checks the method to find dominant noise source. Contribution of noise source depends on the driving speed and the external noise is consisting of following main noise source at running condition: Wheel / rail rolling friction noise, the noise of the propulsion system and brake system. The external noise test and type test of the each equipment which was performed to identify effect of the noise source. Roller rig was used to measure the wheel / rail rolling friction noise and separately measured operation noise of traction motor. From the results of the external noise test characteristics of the noise sources were identified, Characteristics of the noise sources were used to confirm that the dominant noise source.

유럽규격에 따른 횡풍 안정성에 관한 연구

양희주(Hee-Joo Yang),박길배(Kil-Bae Park),이강운(Kang-Wun Lee),성재호(Jae-Ho Seong),진성완(Sung-wan Jin) 한국철도학회 2013 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2013 No.5

철도차량에서 횡풍(Cross Wind)은 차량의 주행 안정에 영향을 미치는 주요한 인자중의 하나이다. 특히 고속 주행 시 차량 측면에 작용하는 횡풍은 열차 전복의 원인이 되기도 한다. 해외에서는 강풍이나 돌풍에 의해 철도 차량이 전복되는 사고 사례가 보고되기도 했다. 유럽에서는 차량의 운행속도와 횡풍과의 관계를 나타내는 운행속도별 풍속특성 선도(Characteristic Wind Curve, CWC)을 기준으로 차량의 안정 여부를 판단하고 있다. 본 논문에서는 유럽규격(EN14067, TSI)에 따른 횡풍 안전성 해석 결과를 나타내었다. 국내 고속 철도 차량은 직선 및 곡선 구간에서 CWC선도를 만족한 해석결과가 도출됨으로써 횡풍에 대해 충분히 안정성을 가지고 있음을 확인하였다. The cross wind is one of the principal factors which effect on the running stability of the train. Especially when train operates with high speed, the cross wind acting on the carbody side area might be the cause of the overturning of vehicle. The characteristic wind curve (CWC) has been applied to evaluate the stability of the train on the cross wind in Europe. In this paper, the cross wind stability according to the European standard has been studied. The Chinese hat method based on the European standard has been applied to consider the gust wind condition. The KTX-sanchon has sufficient stability for the cross wind as met the criterion of CWC.