철도의 진동

철도의 진동

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누구나 인정하듯 의례 그런 줄 알고 있다. 철도는 진동이 많다. 자동차보다 선박, 항공 같은 다른 수송기계 중 진동이 제일 심하다는 것은 자연감지 능력만으로 알 수 있다. 그 이유는 고체와 고체간의 마찰 및 충격이 아주 잘 발생할 만큼 속도와 중량이 크기 때문이다. 발생원도 차체에서 발생하는 것과 차륜과 레일의 충격에서 발생하는 것의 두 가지로 나눌 수 있어서 소음발생원보다는 적지만 강력한 가진력을 가지고 있다.

철도 가진력(동력부와 차륜-레일부)

철도차량에서 발생하는 가진력은 철도차량 실내 또는 기계의 건강측면에서 느낄 수 있는 것으로서 다음과 같은 원인을 들 수 있다.

1.     탄성재료(공기스프링, 고무, 금속스프링)을 거치고 억제된 차륜-레일충격진동 (30~60Hz)

2.     구동모터 및 감속기 진동(1~60Hz, 1000~2000Hz)

3.     에어컨 및 환기팬 진동(1~200Hz)

4.     변압기 및 전기기인 진동(60~500Hz)

5.     기타 이음부의 마찰진동(1~10Hz)

위의 원인은 실내에로 전달이 되어 사람의 불편함과 기계수명에 영향을 준다.

둘째로 철도차량의 차륜이 레일 위를 지나갈 때 발생하는 것으로 위의 5항을 구체화 할 수 있다. 이 진동은 실내와 인근 구조물에 전달된다. 고유주파수 (0.5~1Hz)를 가진하며 일반개활지 통과 시 철도차량으로부터 R파(10Hz이하 표면파)로 전달되며 도심지 지하철은 30~150Hz의 P파, S파로 전달된다.

1.     레일간 이음부, 용접부, 분기부 등의 불연속구간

2.     레일의 수평또는 수직방향의 뒤틀림, 레일강성의 불균일, 레일지지기반의 침하(단차)

3.     차륜평면화(Wheel flat, 편마모), 차량자체결함

4.     열차들간 중량차이

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