Abstract
In this paper, the structural analysis and optimization of the door supporting rail structure in the header box located at the top of the aluminum passenger safety door(PSD) at the subway station, which opens and closes regularly, is performed. In case the simple fixed boundary condition is used for the bolt fixture on the supporting rail where the glass door is moving, excessive stresses are obtained. Therefore, more realistic finite element modeling of the bolts is used at the bolt fixture in the whole structure in order to obtain the more physically acceptable FEM results. As a result, fatigue life of twenty years of the structure is obtained to satisfy the design object. Also the optimal design of cross section of the rail part is performed using the response surface method and 15% of weight of the supporting rail part on the door is reduced.
본 논문에서는 승객 보호용으로 지하철 역사에 설치된 PSD(승강장 스크린 도어)의 상부 헤더박스 내에 부착되어 개폐용 유리문을 지지하는 알루미늄 구동(레일)부재에 대한 구조해석과 최적설계를 수행하였다. 구동부재의 볼트 체결부에 대한 엄밀한 구조해석을 위하여 물리적 현상과 일치하도록 상세 유한요소 모델링하여 해석의 정확도를 높였다. 또한 유리문이 구동부재에 걸려 있으면서 개폐될 때 발생하는 하중의 이동상태를 고려한 구조해석 결과, 설계 목표치인 내구 수명 20년이 만족되었다. 구동부재 단면의 단면 길이를 설계변수로 하고 설계제약조건(응력의 최소화, 중량의 감소)에 만족할 수 있도록 반응표면법을 적용한 최적화를 수행하여 15%의 감량 결과를 도출하였다.
