비선형 운동방정식의 선형화를 이용한 팬터그래프 집중질량 모델의 동적 파라미터 식별

초록

본 논문에서는 팬터그래프의 비선형 운동방정식의 선형화를 이용하여 팬터그래프 프레임의 동적 파라미터를 추출할 수 있는 방법을 제시하였고, 실제 팬터그래프 프레임을 대상으로 동적 파라미터를 추출하는 과정을 예시로 제시 하였다. 또한, 동적 파라미터의 검토를 통하여 팬터그래프의 경량화 및 감쇠 능력 향상에 활용될 수 있는 설계 가이드를 제시하였다. 팬터그래프 등가 질량을 줄이는 데에는 질량의 크기가 질량 관성모멘트의 크기보다는 더 큰 영향을 준다. 그러므로, 질량 관성 보다는 재료의 변경을 통해 프레임의 무게를 줄이는 것이 등가 질량을 줄이는 데에 더 큰 효과가 있다. 팬터그래프 등가 감쇠는 팬터그래프의 상승시 거의 0에 가깝고 하강시 큰 값을 갖는 특성을 가진다. 등가 감쇠는 댐퍼 자체의 감쇠계수뿐만 아니라 프레임의 운동학 그리고 프레임 하부에 위치한 댐퍼의 설치 조건에 따라 결정 된다. 그러므로 적절한 등가 감쇠를 얻기 위하여 댐퍼의 선정은 물론이고 프레임 설계에 유의할 필요가 있다.

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