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엘리베이터 승강장문 충돌해석에 관한 연구
엘리베이터 승강장문 충돌해석에 관한 연구 A Study on the Elevator Landing Door Impact Analysis 기고 : 김창일, 김영수, 박성미, 이상훈(한국승강기대학교) ABSTRACT Under this research task, from the risk factors of the elevator following the falling accident from the impact on the landing door for domestic elevator, in order to confirm the safety of the landing door in Korea and overseas, the intensity test for the impact weight for Korea and overseas elevator is compared with the safety analysis facilitating ABAQUS as the analysis code of 3-D and safety analysis. following the comparative evaluation method of intensity test of weight to install for the first time of the landing door and the appropriateness of standard for mandatory domestic elevator test standard, and in the event that the on-site confirmation for the safety appropriateness is impossible, it improves the method to replace the test report and present the systematic safety inspection and control method on the safety evaluation issues from ageing in a way of efficiently undertake the safety investment cost in the elevatorindustry, 1. 서론 엘리베이터에는 이용자 안전을 위한 여러 안전장치가 설치돼 안전사고 방지를 위해 안전기준에 적합하게 설치·작동하도록 되어 있다. 특히 이용자가 엘리베이터를 오르내리는 승강장 도어와 카 도어에는 도어 잠금장치, 도어 스위치, 문닫힘 안전장치, 도어이탈방지장치 등이 설치되어 있다. 카가 없는 층에서 사람이 인위적 힘을 가해 강제로 승강장 도어 개방을 방지하는 장치인 도어잠금장치, 카 도어와 연동해 작동하는 승강장 도어에는 닫힘을 인지하지 못하면 카가 출발신호가 이루어질 수 없는 도어 스위치와 도어가 문틀에서의 이탈을 방지하는 도어슈 등이 안전 역할을 담당하고 있다. 각 층에 설치된 승강장 도어에는 앞서 언급한 각종 안전장치가 설치돼 있다. 그러나 최근 승강장 도어로 추락해 사망하는 안전사고가 발생하고 있다. 2007년 초 대구 모 호텔에서 동창회를 마치고 동창 2명이 승강장문 앞에서 다투는 과정에서 승강장문을 치고 승강로로 추락해 사망하는 안전사고와 2008년 아파트에서의 승강장문 추락사고, 2010년 8월 대전지하철에서 장애인 리프트가 승강장문을 충격해 추락하는 안전사고 등이 발생했고, 2011년 2월엔 노약자가 이동수단으로 사용하는 리프트가 승강장문을 충격해 승강로로 추락하는 안전사고가 발생했다. 보통 이같이 승강장 도어 전면부를 강하게 충격하면 순간적으로 도어의 휨으로 문턱에서 이탈에 따른 사고로 이어지고 있다. 본 논문은 도어 충격량에 대한 안전성을 확인하기 위해 모델링은 3차원 CAD 프로그램인 Catia로 구현하고 해석은 3차원 유한요소해석 프로그램 Abaqus를 이용해 일반 승강장도어 형태에 대해 ㄷ 형강 보강의 유무에 따라 50kg 하중을 가해 등가소성변형률(Equivalent plastic strain)과 잔류변형(residual deformation)을 구했고 이탈 여부에 대한 평가를 수행해 충격에 대한 안전성을 평가했다. 2. 충격 해석 2.1 해석자료 테스트 조건은 도어 재료 형태와 구조에 대해 구조해석 프로그램은 Abaqus를 사용했으며, 도어 형태에 대해 ㄷ형강 보강 유무에 따라 가해지는 충격하중은 65kg의 충격하중 테스트를 적용했다. 도어 두께는 1mm, 1.5mm에 대해 이탈 발생 여부 및 잔류 변형과 잔류응력을 비교했다. 충격량 해석에 사용된 승강장 도어의 재질은 일반적인 구조용 판재로 많이 사용되는 SS 330 열연강판을 사용했으며 물성치는 [Table 1]에 나타냈다. 2.2 충격이탈해석 승강장도어 모델에 ㄷ 형강을 보강재로 사용 유무에 따라 절점수와 요소수는 [Table 2]에 나타냈다. 보강재의 설치 유무와 관계없이 두께 1mm 도어는 65kg의 충격에 의해서 모두 이탈이 되는 현상이 발견됐다. 그러나 보강재가 설치된 경우에 잔류응력수준이 작게 나타남을 알 수 있었다. 3. 결론 상용 유한요소해석 프로그램인 Abaqus를 사용해 성공적으로 승강기도어의 충돌시험을 모사했다. 충격하중에 대한 해석에서 팬들럼이 65kg인 경우 두께 1.0mm의 승강장 도어가 이탈하는 결과를 도출했다. 이에 승강장도어 형태의 두께를 강화하거나 보강재의 형태 등을 변경·적용한다면 좀 더 좋은 해석 자료가 될 수 있을것으로 사료된다. |
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