FEM을 이용한 철도차량용 차륜과 레일의 접촉응력 해석

초록

차륜 및 레일의 기하학적 형상이 복잡하고, 접촉부의 형상도 차륜과 레일이 서로 다르므로 접촉특성을 좀 더 정확하게 해석하기 위하여 3차원유한요소해석을 수행하였다. 그러나 3차원 유한요소 해석은 많은 요소와 절점수로 인하여 해석에 소요되는 비용과 시간이 2차원 해석에 비하여 기하급수적으로 증가하고, 여러 가지 조건을 고려하여 해석을 반복 수행할 경우에는 너무 많은 시간이 소요된다. 따라서, 차륜과 레일의 접촉에 대한 여러 가지 조건의 영향을 분석하기 위하여 3차원 접촉응력해석 결과를 바탕으로 2차원 유한요소해석을 수행하였다. 2차원 유한요소해석결과를 실제 운행중인 차륜과 레일의 손상위치와 비교하여 해석 결과의 타당성을 검토하였다.