도시철도차량의 경량화를 위한 치수최적설계 및 소재대체설계방안

초록

도시철도차량 차체의 경량화를 위해 알루미늄 압출재를 사용하는 한국형 표준전동차 차체의 치수최적설계 및 소재대체설계를 수행하였다. 우선 압출재 부재별 치수최적설계를 통해 기존모델대비 약 12%정도 중량을 줄일 수 있었으며 소재대체 이론을 통해 하부구조와 지붕구조에 CFRP(탄소섬유강화플라스틱)를 적용하여 약 30%의 경량설계가 가능하였다. 치수 최적설계 된 모델과 CFRP로 소재대체 한 모델 모두 도시철도 구조체 하중시험 방법에 의한 유한요소해석결과 최대발생응력과 최대변형량이 판정기준을 모두 만족하였으며 경량설계의 타당성을 검증하였다.