무한궤도 차량의 궤도 강도 및 내구성 평가 = An Analysis and Evaluation on the Strength and Durability of Track in a Tracked Vehicle
저자
발행사항
창원 : 창원대학교, 2009
학위논문사항
학위논문(석사)-- 창원대학교 : 산업기계공학과 2009. 8
발행연도
2009
작성언어
한국어
주제어
발행국(도시)
경상남도
형태사항
66 ; 26 cm
일반주기명
지도교수: 송정일
소장기관
궤도차량은 그 특성상 차륜형 차량에 비해 비탈진 경사면이나 굴곡이 심한 노면을 주행하는데 용이한 장점이 있으며, 스프라켓으로 구동되는 궤도는 차체 하중을 지지하고 차량이 주행하는데 필요한 추진력을 제공하며, 주행 시 지면으로부터의 충격을 일차적으로 흡수하여 완화시키는 기능을 가지고 있다.
특히 궤도차량은 스프라켓, 트랙어드저스트조립체, 로드휠, 지지롤러를 둘러싸고 있는 궤도에 의해서 움직이는 차량이므로, 궤도의 특성은 궤도차량의 기동에 중요한 영향을 미치게 된다. 궤도는 주행 중에 인가되는 고하중으로 인한 지면의 반력과 스프라켓의 구동력 때문에 운용 조건과 환경에 따라 인장력과 압축력 및 비틀림 하중 등 복합하중을 받게 된다. 또한 궤도는 고무부싱과 핀 사이에 비틀림 현상이 일어날 뿐만 아니라 굴곡이 심한 노면 주행 시 궤도가 노면을 따라 굽어지면서 인장, 압축, 비틀림이 동시에 일어난다. 그러므로 궤도에 걸리는 궤도 장력은 궤도 부품에 극한 인장력을 주게 되므로, 궤도는 개발 시 충분한 구조강도가 필요하며, 운용 유지비의 절감을 위해 고내구성이 요구되고 경향화가 필요하다.
본 연구대상인 성능개량 차량은 기존의 차량 차체를 그대로 사용하면서 기존 대비 사거리 연장과 생존성 및 전술적 운용능력을 제고하기 위해 개발 중에 있으며 차량 중량이 약 2톤 정도 증가하게 된다.
성능개량(Product Improvement Program : PIP) 차량에 기존 궤도를 그대로 사용하게 되면 사격 충격력과 차량 중량 증가로 인해 궤도의 내구성이 크게 저하될 뿐만 아니라 궤도의 강도 부족 시 주행 중에 궤도 파손을 초래할 수 있으며, 이로 인해 차량의 제동 및 조향력을 상실하게 되어 치명적인 사고를 유발할 수 있다.
따라서 성능개량 차량은 중량 증가에 따른 기동성능의 저하와 사격 충격력 증가에 따른 사격 안전성의 저하를 보완하기 위해서는 현수장치를 보강하는 것이 필수 대안이었으며, 궤도 및 패드의 수명 단축에 따른 정비소요 증가 등을 방지하기 위해서는 기존 궤도와의 최대한의 호환성을 유지하는 새로운 궤도 개발이 필요하게 되었다.
성능개량 차량 궤도는 차량의 중량 증가 및 기동성능 향상으로 인해 궤도에 가해지는 하중 증가에 대응하기 위해 기존 궤도 및 유사 차량의 궤도에 대한 구조해석 결과를 비교분석하여 각 부품별 강도 설계를 실시하였다. 아울러, 궤도 및 궤도패드 수명에 중요한 요소인 고무부품의 수명 향상을 위해 내구성이 우수한 고무 재질의 개발이 필요하였으나, 기 개발된 25톤급 차량 등에서 신뢰성이 이미 검증된 동일한 고무 재질을 적용하기로 하였다.
연구방법은 크게 다음 2가지 방법으로 실시하였다. 첫째는 궤도의 내구성 향상을 위해 개발목표성능을 설정한 후 유한요소해석을 실시하여 구성품의 재질 및 최적화된 구조 설계를 실시하였고, 그 후에 평가 및 검증을 위해 실험실 시험을 실시하여 해석적인 방법에 의한 결과와 비교분석을 시행하였다.
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