유한요소해석 및 실험에 의한 알루미늄 차체구조강도 평가

초록

철도차량의 안전은 인명과 재산에 직접적으로 관련되어 있기 때문에 그 중요성이 널리 인식되어 왔으며, 최근에는 열차의 고속화를 위한 차체 경량설계의 필요성이 증가되고 있다. 우리나라에서도 1980년대 이후로 차량의 경량화를 계속 추진하고 있다. 특히 재질에 있어서 강에서 스테인레스, 스테인레스에서 알루미늄 합금과 같은 가벼운 재질로 변화하고 있는 추세에 있다.[1,2,3] 최근에는 알루미늄 합금이 적절한 강도를 가질 뿐만 아니라 가볍기 때문에 차세대 철도차량의 재질로서 각광받고 있다. 압출재는 일정한 크기로 압출되어 각 부재들이 용접이 되어 제작되어진다. 본 연구의 전동차 모델은 DC전원을 전차선을 통해 공급받 통근형 직류전동차이다. 길이 17,500 ㎜, 폭 2,750㎜, 지붕높이(레일상면 기준) 3,600 ㎜로서, 중형 전동차에 해당하는 차량이다. 이러한 알루미늄 전동차 차체에 대해 모델링을 하고 구조강도해석을 수행하였으며 취약부위에 대한 응력값을 검토하여 평가를 하였다.