R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 202121TLRP-C146729-04 | |||||
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| 연구사업명 | 교통물류연구 | |||||
| 연구과제명 | 철도 화물운송 서비스 향상을 위한 저진동, 충격방지 첨단 물류 기술 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2018-04-13 ~ 2022-03-31 | |||||
| 연구책임자 | 장승호 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
8명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
23명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 956,000,000 원 기업 : 318,667,000 원 계 : 1,274,667,000 원 |
총연구비 | 정부 : 4,305,000,000 원 기업 : 1,435,002,000 원 계 : 5,740,002,000 원 |
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| 연구기관명 | 한국철도기술연구원 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
○ 국내 주력 수출품인 전자제품, LCD, 반도체 등의 고부가가치 상품들은 대부분 진동 및 충격에 취약하며, 도로/철도 운송이나 환적 시 발생하는 저주파 진동 및 충격으로 인해 제품의 손상이 발생함 ○ 삼성전자는 기존 종이와 스티로폼을 이용하던 냉장고 포장재를 폴리프로플렌(EPP)으로 교체하여 재활용성을 높이고, 낙차, 충격, 진동에 강한 설계구조를 지닌 포장용기를 물류에 활용한 사례가 있음 ○ 도로주행 중 파손방지를 위한 저진동 트럭이나 포장기술들은 활용되고 있으나, 철도운송 시 민감화물에 대한 포장기술이나, 화차 진동？충격 저감 기술은 연구된 사례가 없음 - 화차의 경우 비용문제로 여객차에서 사용되는 고가의 댐퍼 등을 활용한 진동？충격 저감이 어려워, 주행 중 발생하는 불규칙한 상하/수직 진동에 노출될 수밖에 없는 현실임 ○ 철도 화물 중 진동에 민감한 화물의 파손을 방지하기 위해 저주파 진동을 감쇠시킬 수 있는 저진동, 충격방지 운송 장치 개발 필요 ○ 본 과제에서는 주요 수출품이 포함된 컨테이너 화물의 철도 수송 과정에서 발생할 수 있는 저주파 진동 및 충격을 저감할 수 있는 방진 장치를 개발하는데 주안점이 있음 - 철도 화물 수송 과정에서 발생하는 진동 및 충격에 대한 현황 파악이 미흡한 바, 이에 대한 세부적인 측정을 통해 방진 장치의 설계 목표가 설정되도록 함 - 과다한 물류비 증가가 없도록 필요한 방진 성능을 발휘하면서도 효율적이고 경제적인 장치의 개발이 주요함 - 유지보수가 최소화되면서 내구성이 우수한 장치가 요구됨 [최종목표] 철도 화물운송 시 진동 및 충격으로 인한 고부가가치 상품의 파손을 방지하기 위한 저진동 충격방지 컨테이너 물류 기술개발 - 정량목표 : 기존 화차 대비 진동 전달량 50% 이상 저감 (세부목표) - 철도 컨테이너 화물의 진동 분석 및 방진장치 요구사항 도출 - 철도 컨테이너 화물 운송용 저주파 진동 감쇠용 방진시스템 설계 - 철도 컨테이너 화물용 진동 감쇠장치 시제품 개발 - 철도 컨테이너 화물용 진동 감쇠장치 시제품 성능 개선 및 신뢰성 향상 [연구내용 및 범위] ㅇ (주관연구기관 : 한국철도기술연구원) - 장치 요구사항, 개념/기본 설계, 동특성 해석/설계, 랩테스트, 실용화 전략 ㅇ (위탁연구기관 : 한국철도공사) - 운영선상 시험 지원, 운전선도 분석, 규정/인증절차 검토, 운행조건 모니터링 ㅇ (위탁연구기관 : 한국교통대학교) - 화물 진동 측정, 구조강도/피로 해석, 내구성 시험절차/결과 검토 ㅇ (공동연구기관 : 유니슨테크놀러지(주)) - 화물 손상유형 분석, 방진 부품단위 시험, 시험품/시작품 제작, 장치 운영방안 ㅇ 연구범위 - 국내에서는 철도 화차의 주행 안전성 등의 측면에서 제한된 특정 시험조건의 가속도 측정이 수행된 바 있으나 운송 경로 상의 철도 화물 진동 측정 사례가 없음 - 주요 수출입 제품별 손상유형과 철도화물의 진동 및 충격에 대한 실측을 통하여 파손 원인을 진단하고 방진 장치에 대한 감쇠 목표량과 주파수 특성을 수립 - 국내외 관련 규격 및 기준에 대한 조사와 설계 반영을 통하여 실용성 향상하고 특허 조사/분석 및 창의적 공학설계 기법 적용을 통해 독창성 확보 - 진동 감쇠 성능이외에도 구조강성/피로 설계 및 시험을 통해 내구성/신뢰성 확보 - 장치 구성품이 혹서기 및 혹한기의 온도 조건에서도 성능이 유지되도록 검토 및 설계 반영 - 원활한 설계 및 설계 검증을 위하여 최신 기법의 동특성 및 구조강도 해석 시뮬레이션 활용 - 시험품 제작 후 진동대 또는 가진기를 활용한 랩테스트 수행 - 시작품 제작 후 모의 화물 및 상시 진동 모니터링을 활용한 철도화차 적용 시험 수행 - 개발품에 대한 운영 방안 도출과 시장성 확보 전략 도출 ㅇ 연구내용의 혁신성 > 철도 화차 진동 특성에 맞게 독자적인 설계로 연구개발 - 전자부품 등과 같이 민감 화물의 파손 방지를 위해서 주파수 및 방진 목표치 등을 설정하고, 실제 철도 화차의 진동 계측 데이터를 활용하여 개발 성과의 실용성을 높일 계획임 - 화차의 진동 특성과 화물의 특성을 반영하여, 맞춤식의 독자적인 방진 방안 및 방진 시스템을 도출하여 개발 > 운영기관(한국철도공사)의 운행환경 모니터링을 통한 연구효과 향상 - 본 과제의 연구목표 달성을 위해 중요한 요소는 개발 대상품의 실용화임 - 해당 위탁과제로서 운영기관이 주도하는 운행환경 모니터링 연구를 통해 실용화 추진을 위한 필수 데이터 및 개선방안을 제시하는데 효과적임 > 방진 성능 뿐만 아니라 개발품의 경제성/내구성/유지보수성/내한성 등의 여러 필요 성능에 대한 확보 - 실용화 및 상용화를 위해서 개발품이 가져야 하는 경제성/내구성/유지보수성/내한성 등의 성능을 확보할 수 있도록 개발 시험 항목에 반영 |
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| 색인어 | 한글 | 철도 화물 진동 | 컨테이너 진동 | 방진장치 | 충격방지 | 저진동 물류 |
| 영문 | Railway cargo vibration | Container vibration | anti-vibration device | anti-shock | low-vibration logistics | |
| 최종보고서 | 1_최종보고서_보완본_20220627.pdf | |||||