대심도 터널 피난관제 주행로봇 시스템의 주행 안정성 해석

초록

본 논문은 대심도 터널에서 운영될 피난관제 주행로봇 시스템의 주행 안정성 해석을 수행하고 있다. 최근 개발 중인 대심도 철도 터널은 규모가 점점 커지고 있으며, 화재가 발생할 시 터널을 통하여 피난을 해야 하기 때문에 실시간 피난관제가 가능한 피난관제 주행로봇에 대한 필요성이 증가하고 있다. 주행로봇이 고속으로 운행됨에 따라 주행로봇의 운동에 의하여 레일에 가해지는 응력을 분석하여 레일의 안정성을 검토 하였다. 레일의 볼트 간격에 따른 고유진동수 해석을 수행하여 열차의 가진주파수에 따른 공진현상의 유발 여부를 검토 하였다. 또한, 레일 위를 이동하는 주행로봇의 고유진동수 해석을 수행하여 주행로봇에서 진동을 유발할 수 있는 모터의 동적 하중 등에 의한 공진현상을 피할 수 있도록 하였다. 주행 안정성을 해석하기 위하여 상용 유한 요소 해석 프로그램인 LS-DYNA를 활용하여 Implicit 해석에 기반한 응력해석 및 모드해석을 수행하였다. 본 연구 결과는 피난관제 주행로봇의 설계 과정에서 주행 안정성 측면을 고려한 상세 설계를 하는데 활용될 수 있다.

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