지원사업
학술연구/단체지원/교육 등 연구자 활동을 지속하도록 DBpia가 지원하고 있어요.
커뮤니티
연구자들이 자신의 연구와 전문성을 널리 알리고, 새로운 협력의 기회를 만들 수 있는 네트워킹 공간이에요.
논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 권태수
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 과학기술연합대학원대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수0
이 논문의 연구 히스토리 (2)
- 이 논문의 후속연구가 궁금하신가요?
- 연관 학술논문 또는 학술발표를 통해 보다 발전된 연구결과를 확인하실 수 있습니다.
- 이 논문의 연구 히스토리 확인하기
초록· 키워드
오류제보하기
본 연구는 트램에 적용이 가능한 테어링 튜브 에너지흡수부재 설계 기법 확보를 목적으로 한다.
테어링 튜브란 축방향 하중이 작용하였을 때 튜브가 찢어지면서 축방향으로 분할(axial splitting and tearing)되고 분리된 끝단은 소성 굽힘 변형과 튜브와 다이 간 마찰로 충돌에너지를 흡수하는 튜브를 말한다.
테어링 튜브 1개당 흡수해야 하는 충돌에너지용량을 결정하기 위하여 유럽 규격 EN15227과 대한민국 충돌사고각본 중 정면충돌사고각본 조건을 적용하였고 트램의 중량은 무가선 저상트램 차량개발 최종보고서에 명시된 트램의 제원을 참고하였다. 트램의 구조체 압축강도는 SAFETRAM 중간보고서를 참고하여 500kN으로 가정하여 테어링 튜브 1개의 목표 평균 하중을 200kN으로 정의하였다.
X. Huang 등이 제안한 테어링 튜브 이론 모델에 플랫 다이 곡률반경과 컬의 곡률반경이 같다는 T. Y. Reddy 등의 가정을 취하여 테어링 튜브를 설계하고 본 충돌 시험을 수행하였다. 그러나 충돌 시험 결과 이론 모델로 구한 테어링 튜브 평균 하중이 충돌 시험으로 도출한 평균 하중의 61.4%의 백분율을 나타내어 이론 모델의 수정이 필요하다.
이론 모델의 수정은 다음 네 가지 파라미터를 충돌 시험 결과를 반영하여 수정하였다. 테어링 튜브는 충돌 조건에서 변형이 발생하므로 재료의 변형률 속도에 의한 경화 효과를 이론 모델에 반영하였다. 임계 분리를 나타낸 무차원 계수 는 초기 파단이 발생한 튜브의 반경 와 튜브의 반경 의 비를 곱하여 수정하였다. 컬 끝의 굽힘 에너지 소산율 식을 제안하였다. 컬 끝이 튜브 본체와 접촉할 때 컬 끝의 굽힘 변형이 발생하면서 충돌에너지를 흡수함을 예비 충돌 시험을 통해 발견하였다. 그러나 수식의 정확성을 향상시키기 위하여 컬의 평균곡률반경 식을 제안하여 컬 끝의 굽힘 소산율 식에 대입하였고 포아송 비에 따라 감소하는 튜브 두께의 변화를 고려하였다.
개선 모델로 도출한 테어링 튜브 평균 하중과 본 충돌 시험으로 획득한 테어링 튜브 평균 하중을 비교한 결과 약 91.1%의 백분율을 나타내었다. 이는 X. Huang 등이 제안한 이론 모델보다 약 29.7% 개선된 수치이다.
예비 충돌 시험 수행 결과, 초기 컷 개수 설계는 파단 경로의 개수와 일치하도록 설계해야한다. 테어링 튜브의 제원에 맞는 초기 컷 개수는 5개가 적합하다.
테어링 튜브 시편의 실제 평균 하중이 200.9kN 이므로 목표 성능을 확보하는데 성공하였다. 본 연구 성과를 활용한다면 다양한 제원과 흡수용량을 갖춘 테어링 튜브 설계에 활용할 수 있을 것이다.
테어링 튜브란 축방향 하중이 작용하였을 때 튜브가 찢어지면서 축방향으로 분할(axial splitting and tearing)되고 분리된 끝단은 소성 굽힘 변형과 튜브와 다이 간 마찰로 충돌에너지를 흡수하는 튜브를 말한다.
테어링 튜브 1개당 흡수해야 하는 충돌에너지용량을 결정하기 위하여 유럽 규격 EN15227과 대한민국 충돌사고각본 중 정면충돌사고각본 조건을 적용하였고 트램의 중량은 무가선 저상트램 차량개발 최종보고서에 명시된 트램의 제원을 참고하였다. 트램의 구조체 압축강도는 SAFETRAM 중간보고서를 참고하여 500kN으로 가정하여 테어링 튜브 1개의 목표 평균 하중을 200kN으로 정의하였다.
X. Huang 등이 제안한 테어링 튜브 이론 모델에 플랫 다이 곡률반경과 컬의 곡률반경이 같다는 T. Y. Reddy 등의 가정을 취하여 테어링 튜브를 설계하고 본 충돌 시험을 수행하였다. 그러나 충돌 시험 결과 이론 모델로 구한 테어링 튜브 평균 하중이 충돌 시험으로 도출한 평균 하중의 61.4%의 백분율을 나타내어 이론 모델의 수정이 필요하다.
이론 모델의 수정은 다음 네 가지 파라미터를 충돌 시험 결과를 반영하여 수정하였다. 테어링 튜브는 충돌 조건에서 변형이 발생하므로 재료의 변형률 속도에 의한 경화 효과를 이론 모델에 반영하였다. 임계 분리를 나타낸 무차원 계수 는 초기 파단이 발생한 튜브의 반경 와 튜브의 반경 의 비를 곱하여 수정하였다. 컬 끝의 굽힘 에너지 소산율 식을 제안하였다. 컬 끝이 튜브 본체와 접촉할 때 컬 끝의 굽힘 변형이 발생하면서 충돌에너지를 흡수함을 예비 충돌 시험을 통해 발견하였다. 그러나 수식의 정확성을 향상시키기 위하여 컬의 평균곡률반경 식을 제안하여 컬 끝의 굽힘 소산율 식에 대입하였고 포아송 비에 따라 감소하는 튜브 두께의 변화를 고려하였다.
개선 모델로 도출한 테어링 튜브 평균 하중과 본 충돌 시험으로 획득한 테어링 튜브 평균 하중을 비교한 결과 약 91.1%의 백분율을 나타내었다. 이는 X. Huang 등이 제안한 이론 모델보다 약 29.7% 개선된 수치이다.
예비 충돌 시험 수행 결과, 초기 컷 개수 설계는 파단 경로의 개수와 일치하도록 설계해야한다. 테어링 튜브의 제원에 맞는 초기 컷 개수는 5개가 적합하다.
테어링 튜브 시편의 실제 평균 하중이 200.9kN 이므로 목표 성능을 확보하는데 성공하였다. 본 연구 성과를 활용한다면 다양한 제원과 흡수용량을 갖춘 테어링 튜브 설계에 활용할 수 있을 것이다.
목차
등록된 정보가 없습니다.
최근 본 자료
댓글(0)
0