진동기반형 자가발전기의 준정적 및 진동피로해석

초록

진동기반형 자가발전기(vibration-based energy harvester, VEH)(1)는 다양한 구조 또는 구성요소에서 발생하는 진동(vibration)을 이용하며, 특히 전력생산 효율 향상을 위하여 대상 구조물 및 부품에서 발생하는 진동하중의 가진주파수와 VEH 자체의 고유 주파수와의 공진형상에 의하여 움직이는 부품의 변위를 극대화하여 발전을 하는 원리를 사용한다(2). 이러한 VEH는 데이터 계측 및 전송용 전원공급이 곤란한 철도 차량 및 풍력발전시스템 등과 같은 고위험 구조물의 핵심 구조 부품에 대한 모니터링 조건에 주로 적용된다(3). 따라서 고위험 구조물의안정성을 지속적으로 모니터링하기 위해서는 일정 수준의 이상의 내구수명이 보장되어야 실용성을 가질 수 있다. 따라서 고위험 구조물의모니터링 조건에 사용되는 VEH이 실용성을 향상시키기 위해서는 이의 내구성 평가 등에 대한 연구가 절실히 필요하다. 본 연구의 목적은 철도차량 모니터링 시스템을 위한 진동기반형 자가발전기의 준정적 및 진동피로해석을 수행하여 안정성을 평가하였다.