Abstract
It is essential to lighten the weight of switch girders in order to reduce their costs of manufacturing and make it easier to use them in construction. Lightening the weight of switch is also important to the Maglev 3-way switches system, however, the design variables should be considered very carefully if lightening is to be applied to the system, because these variables are vitally related to the levitation stability. Because Urban Maglev trains have a structure in which train bogie wraps around the guiderail, the adjustment of a girder's height is a possible way to reduce the weight. The safety of the application of this concept is ensured by repeated experiments in a test bed, however, due to a lack of space and budget limits, the design parametric study for the system model can substitute for actual application. The purpose of this paper is to study the design parameters that are concerned with levitation stability while a Maglev train is running on the Maglev 3-way system depending on the weight of the switch girders. In this study, switch girder weight is reduced by adjustment of girder height and girders are and modeled as a flexible body. The effect of the adjustment of girder height on the levitation stability can be analyzed by comparing the velocity of the train when it passes the switch girders, with the lateral gap, and the levitation gap which are obtained from the co-simulation of the Maglev train's dynamics model and flexible switching system. The results of this research will be used to design a Maglev switch.
분기기 거더 경량화는 제작비 감소 및 제작의 용이함을 위해 필수적이다. 자기부상열차용 3방향 분기기 경량화를 위한 설계변수는 부상안정성과 관련 있기 때문에 신중히 결정되어야 한다. 도시형 자기부상열차는 대차가 레일을 감싸는 구조로 되어 있기 때문에 거더 높이 변경을 통해서 경량화가 가능하다. 실제 테스트베드에서 반복 주행시험을 통해 안정성을 확보해야 하지만 공간적, 비용적 제한에 의해 여러 거더 높이의 테스트베드 제작은 불가능하며 이를 보완하기 위한 설계 파라미터 연구는 필수적이다. 본 논문에서는 자기부상열차 주행 시 3방향 분기기 경량화에 따른 부상안정성을 고려한 설계 파라미터 연구에 그 목적이 있다. 이를 위해 분기기 거더 높이 변경을 통해 경량화하였고 모달 중첩법을 이용하여 유연체로 모델링 하였다. 유연체 분기기와 자기부상열차 동역학 모델과의 연동해석을 통해 차량의 통과속도, 횡 공극, 부상 공극을 비교하고 부상안정성에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 통해 거더높이와 부상안정성과의 상관관계에 대해 분석하였다. 본 논문의 연구 결과는 자기부상열차용 분기기 설계에 활용 가능할 것이다.
