특수 차량의 동적 특성에 관한 연구

Abstract

이 논문은 비행탄체 발사장치와 복잡한 현수장치를 지니고 있는 중량급 특수차량이 비행탄체를 발사하는 경우와 가정한 도로 및 장애물형상을 통과할때 차량의 동적특성에 관한 연구를 내용으로 한다. 실제 차량과 유사한 제1모형을 선정하여 운동방정식을 유도하고, 차량에서 비행탄체를 발사할때 차체 및 발사장치의 동적특성과 Driver 위치에서의 수직가속도를 구하였다. 차량이 가정한 도로 및 장애물형상을 통과할때 발사장치와 차체의 동적 특성을 구하고 차량의 Driver 위치에서의 수직가속도 특성과 토-션바와 충격흡수기에 작용되는 Dynamic Force 를 구하였다. 그리고, 차량이 장애물을 통과하는 경우에서, 차륜질량이 증가하면, 차체의 수직 및 회전변위가 크게 되고, Driver 위치에서의 수직가속도의 크기가 증가되며 Frequency 가 높아지고, 토-션바와 충격흡수기에 작용되는 Dynamic Force 가 증가하게 됨을 밝혔으며, 충격흡수기의 감쇄특성 은 압축시보다 반동시에 감쇄력이 크도록 하는 것이 차체에 안정성을 주고 승무원에게 안정감을 주게 됨을 밝혔다. 선정한 제2모형에서 Impedance Method 와 차체의 수직운동과 회전운동의 고유진동수, 감쇄인수 Spring Center 와 Damping Center 를 일치시켜 제2모형을 구하고, 차량의 관성계와 현수장치의 탄성계를 결합하고, 차체의 수직운동과 회전운동의 감쇄인수를 일치시키고, 비행탄체 발사장치의 자유도는 무시하여 제3모형을 구하고, 제3모형을 변환하여 얻을때와 같은 방법으로 Impedance Method 에 복소수 개념을 도입하여 상당 차륜 질량을 설정한 제4모형을 구하여 각각 가정한 도로 및 장애물 형상을 통과 할 때 차체의 특성을 구하고, 제1모형에서 얻은 결과와 비교하여 도로형상의 Base Length 가 긴 경우에는 간단화된 세 모형으로서도 차체의 동적특성을 구할 수 있음을 보였고, Base Length 가 짧아지면, 차륜질량의 관성효과가 증대하고, 차륜의 지면이탈의 영향이 크게 되어 결과에 차이가 있음을 밝혀, 간단한 모형을 선정하여 차량이 장애물을 통과하는 경우의 동적특성을 구하려 할 때, 차륜질량의 관성효과와 지면이탈의 영향 때문에 실제와는 차이가 나는 결과를 얻게 됨을 밝혔다. 제3모형과 제4모형을 풀이할때는, 1자유도계 또는 2자유도계를 독립적으로 푼 다음, 그 결과를 선형조합하여 차체의 특성을 구하였다. 운동방정식의 풀이에는 수치적분법중 Runge-Kutta Method 와 Hamming의 Predictor-Corrector Method를 이용하였다.