KR101068485B1 - Jig apparatus for load test of fiber reinforced composite bogie frames for railway vehicles - Google Patents

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Abstract

본 발명은 철도차량용 섬유강화 복합소재 대차프레임 하중시험용 지그 장치에 관한 것으로서; 지지대와, 상기 지지대의 상측에 힌지핀에 의해 힌지결합되는 회전블럭과, 상기 회전블럭의 상부에 고정되며 섬유강화 복합소재 대차프레임 종축지지대의 하면을 지지하는 하판과, 상기 섬유강화 복합소재로 이루어지는 대차프레임의 종축프레임 상면을 지지하는 상판과, 상기 상판 및 하판을 체결하는 체결수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a jig device for load testing the fiber reinforced composite material bogie frame for railroad cars; A support, a rotation block hinged to the upper side of the support by a hinge pin, a lower plate fixed to an upper portion of the rotation block to support a lower surface of the fiber reinforced composite bogie frame longitudinal axis support, and the fiber reinforced composite material. It characterized in that it comprises a top plate for supporting the upper surface of the longitudinal frame of the bogie frame, and fastening means for fastening the upper plate and the lower plate.

본 발명에 따른 지그 장치는 1차 현가장치가 존재하지 않는 섬유강화 복합소재로 이루어지는 대차프레임을 고정하고, 실제차량에 설치된 것과 동일한 구속조건을 구현할 수 있다. The jig device according to the present invention can fix the bogie frame made of a fiber-reinforced composite material does not have a primary suspension, and can implement the same constraints as those installed in the actual vehicle.

철도차량, 복합소재, 대차프레임, 하중시험, 지그 Railway vehicle, composite material, bogie frame, load test, jig

Description

철도차량용 섬유강화 복합소재 대차프레임 하중시험용 지그 장치 {Jig apparatus for load test of fiber reinforced composite bogie frames for railway vehicles} Jig apparatus for load test of fiber reinforced composite bogie frames for railway vehicles}

본 발명은 철도차량용 섬유강화 복합소재 대차프레임 하중시험용 지그 장치에 관한 것으로, 좀더 구체적으로 설명하면 철도차량용 섬유강화 복합소재 대차프레임의 구조안전성을 평가하기 위해 사용되는 지그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a jig device for a load test frame of fiber reinforced composite material for railroad cars, and more particularly to a jig device used for evaluating the structural safety of the fiber reinforced composite material bogie frame for railroad cars.

일반적으로 철도차량의 대차프레임은 철도차량에서 스프링 하중량을 제외한 모든 차량의 하중을 지지하는 부품으로 차량의 안전운행과 가장 밀접한 관련이 있는 구성이다. In general, the bogie frame of a railway vehicle is a component that supports the load of all vehicles except the unloaded weight of the railway vehicle, and is the configuration most closely related to the safe operation of the vehicle.

이러한 대차프레임은 주로 지지하는 하중의 크기와 운행시 발생하는 힘의 크기에 따라 강도가 큰 철강소재를 이용하여 용접 구조의 형태로 제작되는 것이 일반적이다. Such a bogie frame is generally manufactured in the form of a welded structure using steel materials having high strength depending on the magnitude of the supporting load and the magnitude of force generated during operation.

그러나, 이러한 금속재 대차프레임을 제작할 경우 무게는 대략 1.3 ~ 2톤으 로 무겁고 강해 유연성이 부족하다. 따라서, 승차감을 확보하기 위해 트랙의 불규칙성에 기인한 진동을 흡수하는 서스펜션과 감쇠장치를 반드시 갖추어야 한다. However, when the metal balance frame is manufactured, the weight is about 1.3 to 2 tons, which is heavy and strong, and thus lacks flexibility. Therefore, suspension and damping devices must be provided to absorb vibrations caused by irregularities in the track in order to ensure a ride.

물론, 이러한 기존의 대차프레임을 경량화하기 위해 섬유강화 복합소재를 대차프레임 적용하는 시도들이 있었다. 이 경우 기존 금속재 대차프레임 대비 무게를 25 ~ 50%까지 줄일 수 있다. Of course, there have been attempts to apply the fiber reinforced composite material to the balance frame in order to reduce the weight of the existing balance frame. In this case, the weight can be reduced by 25-50% compared to the existing metal balance frame.

이와 같이 철도차량용 대차프레임을 섬유강화 복합소재를 이용하여 제작할 경우 대차프레임의 종축지지대(side beam)를 1차현가장치(서스펜션) 및 감쇠장치의 역할을 수행하도록 설계 제작할 수 있다. 따라서 추가적인 진동흡수장치 없이 경량화되고 간결한 대차구조를 구현할 수 있다. In this way, when manufacturing the railcar bogie frame using a fiber-reinforced composite material, the longitudinal beam of the bogie frame can be designed and manufactured to perform the roles of the primary suspension device (suspension) and the damping device. Therefore, it is possible to implement a lightweight and concise bogie structure without additional vibration absorbing device.

한편, 통상 대차프레임의 하중시험을 위해서는 지그 장치가 필요하다. 이러한 지그 장치는 대차가 실제 차량에 설치된 것과 유사한 구속조건을 구현해야 하고, 대차프레임이 시험 중 지그 장치에 잘 고정되어 있어야 한다.On the other hand, the jig device is usually required for the load test of the bogie frame. These jig devices must implement constraints similar to those for which the bogie is installed on a real vehicle, and the bogie frame must be secured to the jig device during the test.

그런데, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 종래의 철강소재로 이루어지는 대차프레임(1)의 경우 1차 현가장치가 존재하기 때문에 현가장치 설치 브라켓(2)과 지그 장치(3)를 볼트(4)로 체결하여 고정하고 하중 시험을 수행하게 된다. However, as shown in FIGS. 1 and 2, in the case of the trolley frame 1 made of a conventional steel material, since the primary suspension device exists, the suspension device mounting bracket 2 and the jig device 3 are bolted (4). Fasten and tighten the load test.

그러나 철강소재가 아닌 복합소재 대차프레임의 경우에는 1차 현가장치가 존재하기 않기 때문에 하중시험시 대차프레임과 지그 장치 사이를 종래의 방법대로 결합하는 것은 불가능하다. However, in the case of non-steel composite bogie frames, since there is no primary suspension, it is not possible to combine the bogie frame and the jig device in the conventional way in the load test.

따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 복합소재 대차프레임과 같이 1차 현가장치용 브라켓을 이용하지 않고 대차프레임에 대한 하중시험을 수행할 수 있는 철도차량용 섬유강화 복합소재 대차프레임 하중시험용 지그 장치를 제공함에 있다.Accordingly, the present invention is to solve such a problem, the object is that the fiber reinforced composite material for the railway vehicle that can perform the load test on the bogie frame without using the bracket for the primary suspension, such as composite bogie frame Jig device for frame load test is provided.

이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은; The present invention to solve this technical problem;

지지대와, 상기 지지대의 상측에 힌지핀에 의해 힌지결합되는 회전블럭과, 상기 회전블럭의 상부에 고정되며 섬유강화 복합소재 대차프레임 종축지지대의 하면을 지지하는 하판과, 상기 섬유강화 복합소재로 이루어지는 대차프레임의 종축프레임 상면을 지지하는 상판과, 상기 상판 및 하판을 체결하는 체결수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 철도차량용 섬유강화 복합소재 대차프레임 하중시험용 지그 장치를 제공한다.A support, a rotation block hinged to the upper side of the support by a hinge pin, a lower plate fixed to an upper portion of the rotation block to support a lower surface of the fiber reinforced composite bogie frame longitudinal axis support, and the fiber reinforced composite material. Provides a jig device for a load test frame for fiber reinforced composite material balance frame for a railway vehicle, characterized in that it comprises a top plate for supporting the upper surface of the longitudinal frame of the bogie frame, and a fastening means for fastening the top plate and the bottom plate.

이때, 상기 상판과 하판 사이에는 대차프레임 종축지지대의 상하면에 각각 밀착되는 상부보호판 및 하부보호판이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.At this time, between the upper plate and the lower plate is characterized in that the upper protective plate and the lower protective plate which is in close contact with each of the upper and lower surfaces of the longitudinal support frame.

특히, 상기 상부 보호판과 하부 보호판은 그 끝단이 임의의 곡률반경(R)을 가지면서 일정한 굽힘각(θ)으로 대차프레임의 종축지지대 표면의 반대방향으로 굽은 절곡부를 가지는 것을 특징으로 한다.In particular, the upper protective plate and the lower protective plate is characterized in that the end has an arbitrary bending radius (R) and has a bent in the opposite direction of the longitudinal support surface of the bogie frame at a constant bending angle (θ).

이때, 상기 절곡부의 굽힘각은 0°~ 90°의 범위를 갖는 것을 특징으로 한다.At this time, the bending angle of the bent portion is characterized in that it has a range of 0 ° ~ 90 °.

또한, 상기 상부 보호판 및 종축지지대와, 하부 보호판 및 종축지지대의 사이에는 탄성판이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, an elastic plate is further provided between the upper protective plate and the longitudinal support, and the lower protective plate and the longitudinal support.

이때, 상기 탄성판은 고무재질인 것을 특징으로 한다.At this time, the elastic plate is characterized in that the rubber material.

그리고, 상기 하판은 상기 회전블럭의 상부 양측에 구비되는 하중전달빔의 상단에 구비되는 것을 특징으로 한다.And, the lower plate is characterized in that it is provided on the upper end of the load transfer beam provided on both upper sides of the rotation block.

또한, 상기 상판과 하판에는 체결공이 형성되어 체결수단이 체결되는 것을 특징으로 한다.In addition, the fastening hole is formed in the upper plate and the lower plate is characterized in that the fastening means is fastened.

이때, 상기 체결수단은 상기 상판과 하판의 체결공을 관통하는 볼트와, 상기 볼트에 체결되는 너트로 이루어지는 것을 특징으로 한다.At this time, the fastening means is characterized by consisting of a bolt through the fastening hole of the upper plate and the lower plate, and a nut fastened to the bolt.

또한, 상기 지지대와 회전블럭은 힌지핀에 의해 힌지결합되되, 상기 힌지핀의 축상에는 베어링이 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, the support and the rotation block is hinged by a hinge pin, characterized in that the bearing is provided on the axis of the hinge pin.

그리고, 상기 지지대에는 수평방향으로 장공이 형성되고, 그 장공에 힌지핀이 구비되는 것을 특징으로 한다.And, the support is characterized in that the long hole is formed in the horizontal direction, the hinge pin is provided in the long hole.

본 발명에 따른 지그 장치는 1차 현가장치가 존재하지 않는 섬유강화 복합소재로 이루어지는 대차프레임을 고정하고, 실제차량에 설치된 것과 동일한 구속조건을 구현할 수 있다. The jig device according to the present invention can fix the bogie frame made of a fiber-reinforced composite material does not have a primary suspension, and can implement the same constraints as those installed in the actual vehicle.

또한, 섬유강화 복합소재로 이루어지는 대차프레임을 지그 장치에 설치할 때 발생할 수 있는 접촉부의 응력집중현상과 지그 장치와 대차프레임간의 미끄러짐 현상을 상하보호판을 이용하여 방지하는 효과도 있다.In addition, there is an effect of preventing the stress concentration phenomenon of the contact portion and the sliding phenomenon between the jig device and the bogie frame by using the upper and lower protection plates that can occur when the bogie frame made of fiber-reinforced composite material to the jig device.

그리고, 대차프레임의 상하면에 탄성판을 구비함으로써 체결수단의 체결력이 골고루 분산되고 접촉면을 균일하게 유지해주어 대차프레임의 종축지지대 접촉부위의 손상을 최소화하는 효과도 있다. In addition, by providing an elastic plate on the upper and lower surfaces of the bogie frame, the fastening force of the fastening means is evenly distributed and maintains the contact surface uniformly, thereby minimizing damage to the longitudinal support portions of the bogie frame.

본 발명에 따른 철도차량용 섬유강화 복합소재 대차프레임 하중시험용 지그 장치를 첨부한 도면을 참고로 하여 이하에 상세히 기술되는 실시 예에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.With reference to the accompanying drawings, the jig device for the fiber-reinforced composite material bogie frame load test for railway vehicles according to the present invention will be understood by the embodiments described in detail below.

이때, 도 3은 철도차량용 섬유강화 복합소재 대차프레임을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 철도차량용 섬유강화 복합소재 대차프레임 하중시험용 지그 장치의 결합 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 철도차량용 섬유강화 복합소재 대차프레임 하중시험용 지그 장치의 분해 사시도이고, 도 6은 본 발명의 상하부 보호판을 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 지그 장치에 복합소재 대차프레임의 종축지지대가 설치된 상태를 도시한 단면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 지그 장치의 다른 실시 예를 도시한 단면도이고, 도 9는 본 발명에 따른 지그 장치에 복합소재 대차프레임이 설치된 상태를 전체적으로 도시한 도면이다.At this time, Figure 3 is a view showing a fiber-reinforced composite material bogie frame for railroad cars, Figure 4 is a perspective view of the jig device for load testing the fiber-reinforced composite material bogie frame for railroad cars, Figure 5 is in accordance with the present invention Figure 6 is an exploded perspective view of a jig device for load testing the fiber reinforced composite material bogie frame for railroad cars, Figure 6 is a view showing the upper and lower protection plates of the present invention, Figure 7 is a longitudinal support of the composite bogie frame is installed in the jig device according to the present invention Figure 8 is a cross-sectional view showing a state, Figure 8 is a cross-sectional view showing another embodiment of the jig device according to the present invention, Figure 9 is a view showing a state in which the composite bogie frame is installed in the jig device according to the invention as a whole.

도 3에 의하면, 철도차량용 섬유강화 복합소재 대차프레임(10)은 섬유강화 복합소재를 적용하여 제작되어 차량의 하중을 지지하는 구성으로서, 일정간격으로 평행하게 배치되는 2개의 종축지지대(side frame)(11)와, 상기 종축지지대(11)를 연결하는 적어도 하나 이상의 횡축지지대(cross beam)(12)로 이루어진다. According to Figure 3, the fiber-reinforced composite material bogie frame 10 for a railway vehicle is manufactured by applying the fiber-reinforced composite material to support the load of the vehicle, the two longitudinal frame (side frame) arranged in parallel at a predetermined interval (11) and at least one cross beam (12) for connecting the longitudinal support (11).

이와 같은 섬유강화 복합소재를 적용하여 제작된 대차프레임(10)은 실제 운행 중에 받게 되는 다양한 하중조건하에서 구조안전성을 확보하고 있는지를 검증하기 위해서는 정하중시험 및 피로시험을 수행하게 된다. The bogie frame 10 manufactured by applying such a fiber-reinforced composite material is subjected to a static load test and a fatigue test to verify whether structural safety is secured under various load conditions received during actual operation.

이와 같은 하중시험을 위해서는 대차프레임을 고정 설치하기 위한 지그 장치가 필요하게 된다. 이러한 섬유강화 복합소재로 이루어지는 대차프레임(10)을 고정하는 지그 장치는 대차가 실제 차량에 설치된 것과 유사한 구속조건을 구현해야 하고, 대차프레임이 시험 중 지그 장치에 잘 고정되어 있어야 한다.This load test requires a jig device for fixedly installing the bogie frame. The jig device for fixing the bogie frame 10 made of such a fiber-reinforced composite material should implement a constraint similar to that the bogie is installed in the actual vehicle, and the bogie frame should be well fixed to the jig device during the test.

상기 철도차량용 섬유강화 복합소재 대차프레임(10)은 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같은 지그 장치(100)를 이용해 시험한다. 이 경우 상기 지그 장치(100)는 1차 현가장치가 존재하기 않거나 활용하기 어려운 섬유강화 복합소재 대차프레임(10)을 지지하고, 실체 차량과 동일한 구속조건을 구현할 수 있어야 한다.The fiber-reinforced composite material bogie frame 10 for a railway vehicle is tested using a jig device 100 as shown in FIGS. 4 to 7. In this case, the jig device 100 should support the fiber-reinforced composite material bogie frame 10 does not exist or difficult to utilize the primary suspension, and should be able to implement the same constraints as the actual vehicle.

이와 같은 본 발명에 따른 철도차량용 섬유강화 복합소재 대차프레임 하중시험용 지그 장치(100)는 지지대(110)와, 상기 지지대(110)의 상측에 힌지핀(120)에 의해 힌지결합되는 회전블럭(130)과, 상기 회전블럭(130)의 상측에 고정되며 섬유강화 복합소재 대차프레임(10) 종축지지대(11)의 하면을 지지하는 하판(140)과, 상 기 섬유강화 복합소재로 이루어지는 대차프레임(10)의 종축프레임(11) 상면을 지지하는 상판(150)과, 상기 상판(150) 및 하판(140)을 체결하는 상하판 체결수단(160)으로 구성된다.As described above, the jig device for load testing the fiber-reinforced composite bogie frame for a railway vehicle according to the present invention includes a support block 110 and a rotation block 130 which is hinged by a hinge pin 120 on the support 110. ) And a lower plate 140 fixed to the upper side of the rotary block 130 to support the lower surface of the fiber reinforced composite material bogie frame 10 and the longitudinal support 11, and a bogie frame made of the fiber reinforced composite material ( It consists of an upper plate 150 for supporting the upper surface of the longitudinal frame 11 of the 10, and the upper and lower plate fastening means 160 for fastening the upper plate 150 and the lower plate 140.

이때, 상기 상판(150)과 하판(140) 사이에는 대차프레임(10) 종축지지대(11)의 상하면에 각각 밀착되는 상부보호판(170) 및 하부보호판(180)이 더 구비된다.At this time, between the upper plate 150 and the lower plate 140 is further provided with an upper protective plate 170 and the lower protective plate 180 in close contact with the upper and lower surfaces of the longitudinal support frame 11 of the balance frame 10, respectively.

또한, 상기 하판(140)은 회전블럭(130)의 상부 양측에 구비되는 하중전달빔(190)의 상단에 구비된다.In addition, the lower plate 140 is provided on the upper end of the load transfer beam 190 provided on both sides of the upper portion of the rotation block 130.

이와 같은 구성에 의하면, 상기 상/하판(150,140)은 힌지핀(120)을 중심으로 회동이 가능함을 알 수 있다.According to such a configuration, it can be seen that the upper and lower plates 150 and 140 can be rotated around the hinge pin 120.

이때, 복합소재 대차프레임(10)을 본 발명의 지그 장치(100)에 설치하고자 하는 경우에는 대차프레임(10)의 종축지지대(11)를 지그 장치(100)의 상판(150)과 하판(140)의 사이에 위치시키고 상판(150)과 하판(140)에 마련된 체결공(152,142)을 통해 체결수단(160)인 볼트(162)를 관통시키고 너트(164)를 체결해 줌으로써 대차프레임(10)의 종축지지대(11)를 견고한 상태로 고정하게 된다. At this time, when the composite bogie frame 10 is to be installed in the jig device 100 of the present invention, the longitudinal support 11 of the bogie frame 10 is mounted on the upper plate 150 and the lower plate 140 of the jig device 100. ) And penetrate the bolt 162, which is the fastening means 160, through the fastening holes 152 and 142 provided in the upper plate 150 and the lower plate 140 and fasten the nut 164 to the bogie frame 10. The longitudinal support of the 11 will be fixed in a solid state.

이때 볼트(162)의 체결력은 섬유강화 복합소재 대차프레임(10)의 종축지지대(11)에 손상이 발생하지 않도록 조절되어야 한다. At this time, the fastening force of the bolt 162 should be adjusted so that damage does not occur in the longitudinal support 11 of the fiber reinforced composite material balance frame 10.

이때, 상기 상판(150)과 하판(140)이 섬유강화 복합소재 대차프레임(10)의 종축지지대(11)에 직접 접촉되는 경우에는 상판(150)과 하판(140)의 모서리 부분에 의해 섬유강화 복합소재 대차프레임(10)의 종축지지대(11)에 손상을 유발할 수 있다. At this time, when the upper plate 150 and the lower plate 140 is in direct contact with the longitudinal support 11 of the fiber reinforced composite material bogie frame 10, the fiber reinforced by the edge portion of the upper plate 150 and the lower plate 140 It may cause damage to the longitudinal support (11) of the composite balance frame (10).

따라서, 이와 같은 대차프레임(10)의 종축지지대(11) 손상을 방지하기 위해 상기 상판(150)과 하판(140) 사이에는 별도의 상부보호판(170)과 하부보호판(180)을 더 설치하여 섬유강화 복합소재로 이루어지는 대차프레임(10)의 종축지지대(11) 표면을 보호하도록 한다. Therefore, in order to prevent damage to the longitudinal support 11 of the bogie frame 10, the upper plate 150 and the lower plate 140 may be further provided with a separate upper protection plate 170 and a lower protection plate 180. Protect the surface of the longitudinal support (11) of the bogie frame (10) made of a reinforced composite material.

그리고, 상기 상판(150) 및 하판(140)과 상부 보호판(170) 및 하부 보호판(180)은 그 폭이 대차프레임(10) 종축지지대(11)의 폭과 체결수단(160)인 볼트(162)의 직경을 고려하여 볼트(162)와 종축지지대(11)의 면이 접촉하지 않도록 해야 한다. The upper plate 150, the lower plate 140, the upper protection plate 170, and the lower protection plate 180 have a width of the bogie frame 10 and the longitudinal support 11 of the bogie frame 10, and a bolt 162. In consideration of the diameter of the bolt 162 and the longitudinal support 11 should not be in contact.

또한, 상기 상판(150) 및 하판(140)과 상부 보호판(170) 및 하부 보호판(180)의 길이는 대차프레임(10)의 종축지지대(11)에 설치될 축상(axel box)이 설치되는 길이와 동일한 부분이 접촉되도록 결정되어야 한다. In addition, the length of the upper plate 150 and the lower plate 140, the upper protection plate 170 and the lower protection plate 180 is a length in which an axel box to be installed on the longitudinal support 11 of the bogie frame 10 is installed. It should be determined that the same parts as are in contact.

한편, 상부 보호판(170)과 하부 보호판(180)은 얇은 금속재질의 플레이트로 제작되는 것으로, 대차프레임(10)의 종축지지대(11)가 상판(150)과 하판(140)사이에 볼트(162)로 체결될 때 발생하는 압력으로부터 대차프레임(10)의 종축지지대(11) 표면을 보호하는 역할을 한다. On the other hand, the upper protective plate 170 and the lower protective plate 180 is made of a thin metal plate, the longitudinal support 11 of the bogie frame 10 is the bolt 162 between the upper plate 150 and the lower plate 140 It serves to protect the surface of the longitudinal support (11) of the bogie frame (10) from the pressure generated when fastened to).

또한, 상기 상부 보호판(170)과 하부 보호판(180)은 하중시험시 발생하는 대차프레임(10) 종축지지대(11)의 굽힘 및 비틀림 변형시 상판(150)과 하판(140)으로 부터 대차프레임(10)의 종축지지대(110)에 집중응력이 발생하는 것을 방지하는 역할도 한다.In addition, the upper protective plate 170 and the lower protective plate 180 from the upper frame 150 and the lower plate 140 during bending and torsional deformation of the longitudinal support 11 of the bogie frame 10 generated during the load test. 10) also serves to prevent the concentrated stress occurs in the longitudinal support (110).

이를 위해 상기 상부 보호판(170)과 하부 보호판(180)은 그 상부 보호 판(170)과 하부 보호판(180)의 끝단이 임의의 곡률반경(R)을 가지면서 일정각도(θ)만큼 대차프레임(10)의 종축지지대(11) 표면의 반대방향으로 굽은 절곡부(172,182)가 각각 구비된다. To this end, the upper protective plate 170 and the lower protective plate 180 has a bogie frame (θ) by a predetermined angle (θ) while the ends of the upper protective plate 170 and the lower protective plate 180 have an arbitrary curvature radius (R). The bent portions 172 and 182 which are bent in the opposite direction to the surface of the longitudinal support 11 of 10) are provided, respectively.

여기서, 상기 절곡부(172,182)의 곡률반경(R)은 상부 보호판(170)과 하부 보호판(180)의 끝단과 대차프레임(10)의 종축지지대(11) 표면의 접촉부에서 응력집중이 발생하지 않도록 적절하게 구현되어야 한다. 또한, 상기 절곡부(172,182)의 굽힘각은 0° < θ < 90° 의 범위를 갖는다. Herein, the radius of curvature R of the bent portions 172 and 182 may be such that stress concentration does not occur at the ends of the upper protective plate 170 and the lower protective plate 180 and the contact portion of the surface of the longitudinal support 11 of the bogie frame 10. It should be implemented properly. In addition, the bending angles of the bent portions 172 and 182 have a range of 0 ° <θ <90 °.

한편, 상기 상판(150)과 하판(140)에 체결되는 볼트(162)의 체결력을 대차프레임(10)의 종축지지대(11) 표면에 균일하게 분포시키고 표면 마찰계수를 증가시키기 위해 고무재질로 이루어지는 얇은 탄성판(175,185)을 상부 보호판(170)과 종축지지대(11)의 사이와 하부 보호판(180)과 종축지지대(11)의 사이에 설치할 수도 있다. Meanwhile, a rubber material is formed to uniformly distribute the fastening force of the bolts 162 fastened to the upper plate 150 and the lower plate 140 to the surface of the longitudinal support 11 of the bogie frame 10 and to increase the surface friction coefficient. The thin elastic plates 175 and 185 may be installed between the upper protection plate 170 and the longitudinal support 11 and between the lower protection plate 180 and the longitudinal support 11.

그리고, 상기 지지대(110)와 회전블럭(130)은 힌지핀(120)에 의해 힌지결합되는데 회전블럭(130)의 원활한 회전운동을 위해 힌지핀(120)의 축상에는 베어링(128)이 구비되어 회전블럭(130)이 회전시에 발생되는 저항을 최소화하게 된다. In addition, the support 110 and the rotation block 130 are hinged by the hinge pin 120, the bearing 128 is provided on the axis of the hinge pin 120 for smooth rotation of the rotation block 130. The rotation block 130 minimizes the resistance generated when the rotation.

한편, 복합소재 대차프레임 시험용 지그 장치(100)는 실제 대차프레임(10)이 철도차량에 설치된 것과 동일한 거동을 모의해야 한다. 대차프레임(10)은 축상에 의해 휠세트(wheelset)와 연결되어 있다. 따라서, 운행중 축상베어링에 의해 회전과 대차의 길이방향으로 변형이 허용된다. On the other hand, the jig device 100 for testing the composite bogie frame should simulate the same behavior as the actual bogie frame 10 is installed in the railway vehicle. The bogie frame 10 is connected to a wheelset by the shaft. Therefore, rotation and deformation in the longitudinal direction of the bogie are allowed by the axial bearing during driving.

이에 비해 상기 지그 장치(100)는 그 지지대(110)에 회전블럭(130)이 힌지 핀(120)에 힌지결합되는데, 이와 같은 경우 힌지핀(120)이 지지대(110)에서 움직임이 방지된 상태이므로 회전블럭(130)이 단순히 힌지핀(120)을 중심으로 시이소오(seesaw) 운동 즉 회전만을 할 수 있다. 따라서, 실제 대차프레임(10)이 철도차량에 설치된 것과 동일한 거동(motion)을 모의하는데 일정한 제약이 있다.In contrast, the jig device 100 has a rotation block 130 hinged to the hinge pin 120 to the support 110, in which case the hinge pin 120 is prevented from moving in the support 110 Therefore, the rotation block 130 may simply perform a seesaw movement, that is, rotation only about the hinge pin 120. Therefore, there is a certain limitation in simulating the same motion as the actual bogie frame 10 is installed in the railway vehicle.

따라서, 도 8에 도시된 바와 같이 운행중 힌지핀(120)이 축상베어링에 의해 회전과 대차의 길이방향으로 변형을 허용하도록 한다. 즉, 이러한 변형 거동을 지그 장치에서 모사하기 위해 본 발명의 지그 장치(100)는 회전과 길이방향 변형을 동시에 구현하도록 하기 위해 지지대(110)에 수평방향으로 장공(112)을 형성하고, 그 장공(112)에 힌지핀(120)을 구비함으로써 상기 힌지핀(120)에 힌지결합되는 회전블럭(130) 및 상/하판(150,140)이 회전과 길이방향 변형이 동시에 일어나도록 병진운동을 할 수 있게 된다.Therefore, as shown in Figure 8, the hinge pin 120 during operation to allow deformation in the longitudinal direction of the rotation and the balance by the axial bearing. That is, in order to simulate such deformation behavior in the jig device, the jig device 100 of the present invention forms a long hole 112 in the horizontal direction on the support 110 to simultaneously implement rotation and longitudinal deformation, and the long hole A hinge pin 120 is provided at the 112 so that the rotation block 130 and the upper / lower plates 150 and 140 hinged to the hinge pin 120 can perform a translational motion such that rotation and longitudinal deformation occur simultaneously. do.

그에 따라 좀 더 실제 대차프레임이 철도차량에 설치된 것과 동일한 거동을 모의할 수 있게 된다. As a result, more realistic bogie frames can simulate the same behavior as those installed on railroad cars.

이와 같은 상태에서 철도차량의 정하중시험 및 피로시험 등을 수행하게 된다. In this state, the static load test and the fatigue test of the railway vehicle are performed.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변 형 실시가 가능한 것이다.Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the scope of the present invention is not limited thereto, and the scope of the present invention extends to the scope of the present invention to be substantially equivalent to the embodiment of the present invention. Various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.

도 1은 종래 일반적인 철강소재 대차프레임의 정면을 도시한 도면이다.1 is a view showing the front of a conventional general steel material bogie frame.

도 2는 종래 일반적인 철강소재 대차프레임의 사시도이다.Figure 2 is a perspective view of a conventional general steel material bogie frame.

도 3은 철도차량용 섬유강화 복합소재 대차프레임을 도시한 도면이다.Figure 3 is a view showing a fiber-reinforced composite bogie frame for rolling stock.

도 4는 본 발명에 따른 철도차량용 섬유강화 복합소재 대차프레임 하중시험용 지그 장치의 결합 사시도이다.Figure 4 is a perspective view of the jig device for the load test frame fiber reinforced composite material for railway vehicles according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 철도차량용 섬유강화 복합소재 대차프레임 하중시험용 지그 장치의 분해 사시도이다.5 is an exploded perspective view of a jig device for a load test frame for fiber reinforced composite material for a railway vehicle according to the present invention.

도 6은 본 발명의 상하부 보호판을 도시한 도면이다.6 is a view showing the upper and lower protective plate of the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 지그 장치에 복합소재 대차프레임의 종축지지대가 설치된 상태를 도시한 단면도이다.7 is a cross-sectional view showing a state in which the longitudinal support of the composite bogie frame is installed in the jig device according to the present invention.

도 8은 본 발명에 따른 지그 장치의 다른 실시 예를 도시한 단면도이다.8 is a cross-sectional view showing another embodiment of the jig device according to the present invention.

도 9는 본 발명에 따른 지그 장치에 복합소재 대차프레임이 설치된 상태를 전체적으로 도시한 도면이다.9 is a view showing a state in which the composite bogie frame is installed in the jig device according to the invention as a whole.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for main parts of drawing ***

10: 대차프레임 11: 종축지지대10: bogie frame 11: longitudinal support

12: 횡축지지대 100: 지그 장치12: horizontal support 100: jig device

110: 지지대 120: 힌지핀110: support 120: hinge pin

130: 회전블럭 140: 하판130: rotation block 140: bottom plate

150: 상판 160: 체결수단150: upper plate 160: fastening means

170:상부보호판 175: 탄성판170: upper protective plate 175: elastic plate

180: 하부보호판 185: 탄성판180: lower protective plate 185: elastic plate

190: 하중전달빔190: load transfer beam

Claims (11)

지지대와, 상기 지지대의 상측에 힌지핀에 의해 힌지결합되는 회전블럭과, 상기 회전블럭의 상부에 고정되며 섬유강화 복합소재 대차프레임 종축지지대의 하면을 지지하는 하판과, 상기 섬유강화 복합소재로 이루어지는 대차프레임의 종축프레임 상면을 지지하는 상판과, 상기 상판 및 하판을 체결하는 체결수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 철도차량용 섬유강화 복합소재 대차프레임 하중시험용 지그 장치.A support, a rotation block hinged to the upper side of the support by a hinge pin, a lower plate fixed to an upper portion of the rotation block to support a lower surface of the fiber reinforced composite bogie frame longitudinal axis support, and the fiber reinforced composite material. A jig device for a load testing frame for fiber reinforced composite material for a railway vehicle, comprising: an upper plate supporting an upper surface of a longitudinal frame of a bogie frame, and a fastening means for fastening the upper plate and the lower plate. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 상판과 하판 사이에는 대차프레임 종축지지대의 상하면에 각각 밀착되는 상부보호판 및 하부보호판이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 철도차량용 섬유강화 복합소재 대차프레임 하중시험용 지그 장치.Jig device for load testing the fiber-reinforced composite material bogie frame for a railway vehicle, characterized in that the upper plate and the lower plate is further provided between the upper plate and the lower plate to be in close contact with the upper and lower surfaces of the bogie frame longitudinal axis support. 제 2항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 상부 보호판과 하부 보호판은 그 끝단이 임의의 곡률반경(R)을 가지면서 일정한 굽힘각(θ)으로 대차프레임의 종축지지대 표면의 반대방향으로 굽은 절곡부를 가지는 것을 특징으로 하는 철도차량용 섬유강화 복합소재 대차프레임 하중 시험용 지그 장치.The upper protective plate and the lower protective plate has a bent radius (R) at the end of the fiber reinforced composite for railway vehicles, characterized in that the bending portion in the opposite direction of the longitudinal support surface of the bogie frame at a constant bending angle (θ) Jig device for material bogie frame load test. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 절곡부의 굽힘각은 0°~ 90°의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 철도차량용 섬유강화 복합소재 대차프레임 하중시험용 지그 장치.The bending angle of the bent portion jig device for load testing the fiber reinforced composite material bogie frame load for railway vehicles, characterized in that it has a range of 0 ° ~ 90 °. 제 2항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 상부 보호판 및 종축지지대와, 하부 보호판 및 종축지지대의 사이에는 탄성판이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 철도차량용 섬유강화 복합소재 대차프레임 하중시험용 지그 장치.Jig device for load testing the fiber-reinforced composite material bogie frame for a railway vehicle, characterized in that the elastic plate is further provided between the upper protective plate and the longitudinal support, and the lower protective plate and the longitudinal support. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 탄성판은 고무재질인 것을 특징으로 하는 철도차량용 섬유강화 복합소재 대차프레임 하중시험용 지그 장치.The elastic plate is a jig device for the load test frame for fiber reinforced composite material bogie frame, characterized in that the rubber material. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 하판은 상기 회전블럭의 상부 양측에 구비되는 하중전달빔의 상단에 구비되는 것을 특징으로 하는 철도차량용 섬유강화 복합소재 대차프레임 하중시험용 지그 장치.The lower plate is a jig device for a load test frame for fiber-reinforced composite material for the railway vehicle, characterized in that provided on the upper end of the load transfer beam provided on both sides of the upper side of the rotating block. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 상판과 하판에는 체결공이 형성되어 체결수단이 체결되는 것을 특징으로 하는 철도차량용 섬유강화 복합소재 대차프레임 하중시험용 지그 장치.Jig device for load testing the fiber-reinforced composite bogie frame load for railway vehicles, characterized in that the fastening hole is formed in the upper plate and the lower plate is fastened means. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 체결수단은 상기 상판과 하판의 체결공을 관통하는 볼트와, 상기 볼트에 체결되는 너트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 철도차량용 섬유강화 복합소재 대차프레임 하중시험용 지그 장치.The fastening means is a jig device for a load test frame for fiber reinforced composite material balance frame for a railway vehicle, characterized in that consisting of a bolt passing through the fastening hole of the upper plate and the lower plate, and a nut fastened to the bolt. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 지지대와 회전블럭은 힌지핀에 의해 힌지결합되되, 상기 힌지핀의 축상에는 베어링이 구비되는 것을 특징으로 하는 철도차량용 섬유강화 복합소재 대차프레임 하중시험용 지그 장치.The support and the rotation block is hinged by a hinge pin, the jig device for a load test frame for fiber-reinforced composite material for the railway vehicle, characterized in that the bearing is provided on the axis of the hinge pin. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 지지대에는 수평방향으로 장공이 형성되고, 그 장공에 힌지핀이 구비되는 것을 특징으로 하는 철도차량용 섬유강화 복합소재 대차프레임 하중시험용 지그 장치.The support is formed in the horizontal hole in the horizontal direction, the jig device for the load test frame for fiber-reinforced composite material bogie frame for railway vehicles, characterized in that the hinge pin is provided in the long hole.
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