철도차량용 홈형 에너지흡수부재의 에너지 흡수특성에 대한 기초연구

초록

철도차량용 에너지 흡수부재는 철도차량의 전두부 또는 연결기에 장착되어 차량 충돌사고 시 충돌에너지를 흡수하여 승객을 보호하는 장치이다. 차량에 장착되는 에너지 흡수부재는 승객의 안전과 직결되므로 매우 중요한 구성부품중 하나이다. 홈형 에너지 흡수부재는 압궤형 에너지 흡수부재로 형상은 Fig. 1과 같다. 튜브타입 압궤형 에너지 흡수부재의 좌굴 불안정성을 보완하는 설계방법으로 일정부분을 단계별로 외부표면을 가공하여 보다 일정한 에너지 흡수특성을 얻을 수 있다. 압궤모드는 Fig. 2와 같으며, 에너지 흡수부재가 일정이상의 축 하중을 받게 되면 두께가 얇은 부분에서 좌굴이 발생하게 되며 한 홈이 완전이 좌굴이 된 후에 다음 홈의 좌굴변형으로 이어진다. 본 연구에서는 홈형 에너지 흡수부재를 철도차량에 적용하기 위하여 파라미터 연구를 수행하였고 상용 유한요소해석 프로그램(LS-DYNA)을 이용하여 부재의 수치변경에 따른 하중-변위곡선 및 에너지 흡수량, 압궤모드 등으로 에너지 흡수부재의 성능을 비교하였다.