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답면 제동을 고려한 차륜 웹부 형상에 따른 열전달 및 열응력 해석
소해룡(Hailong Shao),이소영(Soyoung Lee),도재혁(Jaehyeok Doh),이동형(Dong-Hyung Lee),이종수(Jongsoo Lee) 대한기계학회 2018 大韓機械學會論文集A Vol.42 No.2
열차의 고속화는 차륜과 레일의 반복적인 구름접촉을 통해 발생하는 피로나 마모에 의한 손상 정도를 높이고 있다. 특히 제동 시 기계적 하중뿐만 아니라 제륜자와의 접촉면에서 발생하는 마찰열에 의한 높은 열하중이 차륜에 동시에 가해지면서 주요 손상원인으로 작용을 하고 있다. 차륜의 구조는 크게 허브, 림, 웹으로 구분되며 차륜 형상에 따라 열전달 정도 및 레일과의 접촉 양상이 달라지면서 열차 성능에 영향을 미친다. 본 연구에서는 네 가지 차륜모델을 사용하여 80 km/h, 120 km/h의 속도로 답면제동을 시작하는 상황에 대한 열전달 및 열응력 해석을 진행하였다. 열전달 해석을 통해 제동 시 차륜의 온도변화를 확인하고 열응력 해석을 통해 제동 시 차륜에 발생하는 응력 및 온도변화를 산출하였다. 이를 통해 웹 형상에 따른 결과 차이를 확인하였다. High-speed railway involves increased degree of fatigue and wear damage caused by repeated rolling contact between the wheel and the rail. In particular, during tread braking, the wheel is subjected to not only mechanical, but also thermal loads owing to the frictional heat, and it acts as the main cause of damage. The structure of the wheel is divided into hub, rim, and web. Depending on the shape of the wheel, the heat transfer rate and contact with the rail are different, which affects the train performance. In this study, heat transfer and thermal stress analysis were conducted for the situation where braking is started at 80 km/h and 120 km/h using four wheel models. The temperature change in the wheel during braking was confirmed through the heat transfer analysis, and the stress and temperature changes were calculated through the thermal stress analysis. The difference in the results owing to difference in the shape was confirmed.
강도 조건을 고려한 동력 전달 드라이브 샤프트의 근사최적설계
소해룡(Hailong Shao),이종수(Jongsoo Lee) 한국생산제조학회 2015 한국생산제조학회지 Vol.24 No.2
Presently, rapidly changing and unstable global economic environments demand engineers. Products should be designed to increase profits by lowering costs and provide distinguished performance compared with competitors. This study aims to optimize the design of the power-transmission drive shaft. The mass is reduced as an objective function, and the stress is constrained under a constant value. To reduce the number of experiments, CCD (central composite design) and D-Optimal are used for the experimental design. RSM (response surface methodology) is employed to construct a regression model for the objective functions and constraint function. In this problem, there is only one objective function for the mass. The other objective function gives 1; thus, NSGA-II is used.