도심형 자기부상열차 가이드웨이 동특성 분석 및 충격계수 분석

초록

본 연구에서는 도심형 자기부상열차 콘크리트 U형 거더 가이드웨이 형상에 대해 처짐한계(L/1500 및 L/2000)에 따른 각 단면의 유한요소해석을 수행하고 동특성을 분석하였다. 모드해석을 통해 얻어진 모드 정보를 이용하여 가이드웨이에 대한 UTM02 자기부상열차의 이동하중해석을 수행하였다. 일련의 해석을 통해 대상 가이드웨이의 충격계수를 수치적으로 산정하고 자기부상열차 속도 대역에 따른 처짐과 가속도를 수치적으로 계산하였다. 그 결과 궤도일체형 가이드웨이의 고유진동수는 4.5Hz에서 5.0Hz 범위에 존재하였으며 이는 부상제어를 고려한 차량 요구조건인 8Hz 이하임을 확인하였다. 자기부상열차 속도 증가에 따른 충격계수는 검토대상 최대속도인 130km/hr까지 5% 미만의 값을 보여 동적 증폭효과가 크지 않음을 수치적으로 확인하였다. 국립중앙과학관 자기부상 가이드웨이에서 사용된 충격계수인 15%는 다소 과대한 값으로 판단되며 일본 LINIMO 수준인 10% 충격계수가 합리적인 것으로 판단된다. 이러한 사항은 향후 현장 증속시험을 통해 실험적으로 규명할 수 있을 것으로 보인다. 또한 자기부상 차량/궤도 상호작용 및 노면조도를 고려한 동적 상호작용에 관한 연구가 진행되고 있으므로 이러한 사항을 모두 고려한 가이드웨이 충격계수 및 동적거동 분석이 필요할 것으로 판단된다.