• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.167-175
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• 2011

본 연구에서는 속도의 변화 그리고 모델링방법이 자기부상열차의 주행성에 미치는 영향을 파악하는데 목적을 두고 있다. 이를 위하여 2000:1의 처짐비를 가지는 동일한 교량 위를 속도를 변화시키면서(100km/h에서 700km/h까지 100km/h간격으로) 6가지 모델의 자기부상열차를 주행시키기 위하여 4자유도 6자유도 10자유도 차량에 대한 운동방정식을 구성하고 4계 룬지쿠타법을 적용하여 수치해석을 수행한다. 해석결과를 보면 속도가 낮을수록 보기 및 EMS의 개수가 많은 모델일 수록 자기부상열차의 주행성이 향상됨을 알 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.71-82
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• 2000

본 연구에서는 교량구간에서 경량전철의 주행에 의한 지반진동해석방법을 제안하였다. 경량전철의 주행시 교각에 작용하는 동하중을 열차와 교량의 상호작용을 고려하여 구하였으며, 경량전철 동하중에 의한 인근의 지반진동을 평면내 파동 전파와 축대칭 파동전파 해법을 사용하여 구한 후 비교/분석하였다. 또한, 축대칭 진동해석결과를 선형조합한 보다 엄밀한 교량구간에서의 지반진동해석법을 제시하였으며, 이를 통해 인접교각이 지반진동에 미치는 영향을 고찰하였다. 아울러 경량전철의 운행에 따른 환경진동의 문제를 평가하기 위하여 상판재료와 지반조건 등 제반사항의 변화에 따른 지반진동의 변화를 살펴보았다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권11호
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• pp.7870-7877
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• 2015

장대레일 궤도가 철도교량 상에 위치하는 경우, 교량과 궤도의 상호작용에 의해 레일에 발생하는 축력분포가 복잡해지며 부가축력이 발생하여 토노반상 장대레일에 비해 큰 축력이 레일에 발생된다. 이로 인해 교량상에 부설되는 궤도는 교량과의 상호작용 영향을 최소화하여 궤도와 주행열차의 안전성을 추가로 확보하여야 한다. 국내 철도설계지침 및 편람 KRC-08080(궤도-교량 종방향 상호작용 해석)에서는 상호작용의 주요 변수인 레일체결장치의 종방향 저항(마찰거동) 물성치가 유럽기준을 적용하여 특정 수치로 규정되어 있으나, 국내 철도에 적용하기 위해서는 실제 사용되는 체결장치의 성능 특성을 반영한 검토가 필요하다. 본 논문에서는 국내 교량상 콘크리트 궤도에 적용되는 레일체결장치의 마찰거동 실험을 수행하였으며, 이로부터 체결장치의 물성치에 대한 통계적 특성을 분석하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권9호
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• pp.29-38
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• 2015

이 연구에서는 열차가 교량 접속부를 통과하면서 발생되는 동적상호작용 문제를 유한요소해석프로그램을 이용하여 검토하였다. 해석대상구간에서의 궤도틀림조건은 부등침하량을 삼각함수를 이용하여 이상화하고, 철도공사 선로 보수기준을 만족하는 최대 궤도틀림 한계치를 해석조건으로 설정하였다. 해석대상이 되는 접속부 구조물의 체결장치 아래 부분은 모두 3차원 입체요소로 모형화하였으며, 해석비용을 줄이기 위하여 1/2 궤도부분만을 모형화하였다. 경계조건은 평면변형률상태에 준하는 것으로 차량-궤도 동적상호작용해석을 수행하였다. 국내 콘크리트궤도용 표준 접속부에서의 궤도틀림에 따른 열차 주행시 동적상호작용해석을 수행하여 윤중감소율과 차체수직진동가속도를 살펴보았으며, 접속부의 시멘트 안정처리골재, 일반골재, 일반토사구간에서의 발생된 최대 Mises응력으로 동적거동을 평가하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.693-702
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• 2002

본 연구에서는 고속철도 열차와 교량구조물의 상호작용에 의한 동적응답을 보다 정밀하게 분석하기 위해 3차원의 주행차량모형을 적용한 20량편성정밀 열차모형과 경부고속철도의 주교량 형식인 2경간 연속 PSC 박스거더교(2@40m)를 대강으로 3차원의 뼈대요소를 사용한 교량모형을 이용하여 철도교의 동적거동 해석 프로그램을 개발하였으며, 열차의 주행시험 결과와의 비교를 통해 개발된 프로그램의 타당성을 검증하였다. 또한 보다 효율적인 열차모형을 제시하기 위해 다양한 편성모형 및 하중모형의 조합에 따른 분석결과에 의하면 가장 무거운 KTX의 동력차를 대상으로 주행차량모형을 적용하고 나머지 차량들은 주행하중모형을 적용한 혼합모형이 효율적인 것으로 판단되었으며, 경부고속철도와 같이 복선구조의 교량인 경우에는 열차의 교행에 의해 증폭될 수 있는 교량의 동적응답 특성에 대한 체계적인 검토가 필요한 것으로 나타났다

• 한국지진공학회논문집
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• 제8권6호통권40호
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• pp.1-11
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• 2004

이전의 연구(1)에서는 해석적 및 수치적 방법을 사용하여 전단변형 및 회전관성효과를 고려하는 현수교의 수직진동에 대하여 유한요소법을 이용하여 이동하중 해석을 수행하였다. 본 연구에서는 전단변형 및 회전관성 효과가 고려된 Hermitian 다항식을 사용하는 현수교요소를 이용하여 현수교의 수직진동에 대한 고유치 해석을 수행하고 이를 이용한 현수교요소와 차량 및 열차와의 상호작용을 고려한 운동방정식을 유도한다. 이와 같이 모드중첩법을 이용하여 유도된 운동방정식을 수치적분방법으로 Newmark $\beta$ Method를 사용하여 동적해석을 수행하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권1A호
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• pp.31-43
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• 2009

본 논문에서는 다양한 차종의 영향을 반영할 수 있고, 차량과 교량의 연성 운동방정식을 구성하여 시간 단계별 직접해를 산정할 수 있는 수치해석기법을 제시하였다. 운동방정식의 해는 직접적분법인 Newmark ${\beta}$을 이용하여 해석 단계별로 구성된 유효강성행렬과 유효하중벡터를 바탕으로 정적평형방정식의 해를 구하는 원리와 동일하게 산정하였다. 또한 해석의 효율성을 증진시키기 위하여 유효강성행렬은 Skyline 법에 의해 재구성하였으며, Cholesky의 행렬 분해기법을 동시에 적용하여 직접적인 역행렬 계산에서 야기되는 오차의 발생을 최소화 하였다. 또한 기존선 철도차량인 새마을 PMC 열차와 디젤 견인 무궁화 열차에 대한 3차원 정밀수치해석 모델을 개발하였고, 각 차량은 차체와 전 후방 대차에 각각 6자유도씩 고려하여 총 18자유도로 수치모델을 작성하였다. 교량은 3차원 공간뼈대 요소를 이용하여 모델링하였고, 차륜과 레일 접촉면의 불규칙성은 미국의 FRA에서 규정하고 있는 연직방향 및 횡방향틀림에 대한 PSD 함수를 이용하여 궤도틀림을 수치적으로 구현하였다. 제시된 수치해석 기법은 12 m, 18 m형 판형교의 실측결과를 이용하여 타당성을 검증하였으며, 실측 및 수치해석결과는 교량의 1차 휨 고유진동수의 2.0배를 기준으로 Low pass filtering 하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.117-126
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• 2015

600km/h급 철도노반 개발은 초고속주행에 의한 동적상호작용의 예측이 어렵기 때문에 기술개발에 애로사항이 많다. 특히 교량/토공 접속부는 동적 상호작용을 포함하여 지지력, 압축, 침하, 배수, 유동 등의 영향 요소가 복합적으로 발생하는 구간으로서 접속부에서의 안정성이 확보된다면 초고속 열차용 토공노반의 안정성도 확보 가능할 것으로 예상된다. 본 논문에서는 초고속철도 접속구조개발의 기초 연구단계로서 국내 고속철도에서 적용하고 있는 접속부의 보강방안을 우선적으로 적용하여 초고속 주행시의 설계변수 영향을 해석적으로 검토하였다. 설계변수는 설계단계에서 검토 가능한 항목인 보강방안의 유무, 기하하적 형상, 재료의 강성 등이며, 분석내용은 초고속주행에 따른 궤도의 변형응답과 주행안정성을 검토하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.305-310
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• 2013

고속철도 교량에서는 상업 운행 중에는 대부분 통과속도가 일정하여 속도별 동적 거동에 대한 실험적 계측 및 분석이 불가능하다. 경부고속철도 2단계 개통 전 시운전 시 KTX 열차의 속도별 시운전이 가능하였으며, 속도별 운행에 대한 교량의 동적응답 계측이 가능하였다. 이 계측 결과는 개발된 교량/열차 상호작용해석에 대한 검증 및 비교 분석으로 연계될 수 있었다. 대부분의 속도대역에서 해석과 실험에 의한 결과가 잘 일치함을 알 수 있었으나, 공진이 발생하는 임계속도 부근 주행에서는 상대적으로 큰 응답 차이가 발생하였다. 본 논문에서는 이에 대한 원인 분석을 수행하였으며, 공진 발생 시 감쇠비 값을 측정 시 응답을 통해 재추정한 결과를 반영한 재해석을 수행하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제3권2호
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• pp.67-76
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• 1999

이동하중에 의한 교량의 공진현상은 차량의 속도와 유효타격간격에 의해 결정되는 이동하중의 운행진동수와 교량의 고유진동수가 일치할 경우 발생하게 된다. 철도교의 경우에는 정해진 열차만 통행하게 되므로 이러한 유효타격간격이 정량적으로 정해져있다 본 연구에서는 고속전철하중을 받는 교량의 지간장 변화에 따른 교량의 공진현상과 공진소멸현상을 분석하고자 한다. 강합성형 철도교에 대하여 판요소와 공간뼈대요소의 조합에 의한 3차원 모델링을 적용하였으며 또한 고속전철하중은 이동집중하중 모델과 3차원 모델링 두가지 방법을 사용하였다 수치예제로서 지간장 변화에 따른 수직처짐의 동적확대계수 상판의 최대수직가속도 단부회전각 등의 동적응답 분석을 통하여 고속철도 교량의 동적안정성에 적합한 지간장 설계기준에 대하여 논의 하였다.