• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권12호
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• pp.39-45
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• 2023

본 논문에서는 3차원 수치해석을 통해 철도 노반에 인접한 굴착공사 시 궤도의 틀림을 분석하였다. 철도 노반에 인접한 굴착 공사는 열차 주행에 영향을 미칠 가능성이 높아 공사 시 인접 구조물의 안정성 및 영향성 검토를 필수로 수행하고 있지만, 그럼에도 불구하고 공사에 따른 침하 및 궤도틀림이 지속적으로 보고되고 있다. 굴착공사로 인한 지하수위, 지반의 응력 상태 변화 등은 인접 굴착 공사에 따른 구조물의 침하와 궤도틀림의 원인으로 지적되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 인접 굴착 공사 시 궤도 틀림을 유발하는 인자를 변수로 고려하여 수치해석을 수행하였으며 운행 열차를 모사하기 위해 KRL-2012 표준 열차하중을 적용하였다. 분석 결과, 열차하중의 위치, 굴착지점과의 거리가 궤도틀림에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 열차 하중이 작용할 때 궤도 틀림이 크게 발생하는 것으로 나타났다. 지하수위의 영향은 크지 않은 것으로 나타났다.

• 문화기술의 융합
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• 제5권4호
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• pp.401-406
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• 2019

본 연구는 도시철도 및 고속철도 선로를 근접하여 통과하는 신설 터널 시공현황 및 지반조건을 모사하고 레일, 침목 및 궤도의 탄성스프링으로 구성되는 궤도모델을 적용한 수치모델을 이용하여 3차원 정밀수치해석을 수행한 연구이다. 철도시설물 인접굴착공사에 따른 기존 선로시설물의 궤도변형 안정성 검토를 수행한 결과, 대상 선로의 궤도틀림은 국내 궤도틀림 평가기준에 제시된 일반철도 및 고속철도의 평가기준(허용값)을 모두 만족하는 것으로 나타났다. 궤도모델이 적용된 수치해석을 바탕으로 굴착 공사에 따른 운행선 선로의 변형(궤도틀림) 예측 결과와 실제 현장에서 발생되는 궤도변형의 수준을 가급적 근사한 수준으로 모사할 수 있을 것으로 분석되었다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1370-1378
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• 2007

고속철도 교량은 고속주행 열차의 차축 주기하중 효과와 교량 고유의 동적특성에 의한 동적 증폭 효과로 인하여 구조물의 안전성에 영향을 받는다. 그리고 교량의 과도한 변형으로 인하여 차륜과 레일의 접촉력 감소, 궤도틀림 등의 윤중 변동이 일어나 열차의 주행안전성 및 승차감을 저해할 수 있다. 이러한 궤도 안전성을 확보하기 위하여 동적거동에 대한 교량상판수준의 수직가속도 제한, 차륜-레일간의 접촉과 열차주행 안전성 확보를 위한 상판 면틀림 제한, 단부 회전각 변위 제한, 차량하중에 의한 교량의 수직 처짐 제한을 반드시 만족시켜야 하며, 필수적으로 공진에 대한 검토도 이루어져야 한다. 신설되는 호남고속철도에서는 기존의 경부고속철도와 다른 콘크리트 도상을 적용하고, 궤도간격, 설계열차하중 등이 변경되어 적용되므로 새로운 동적안정성 요구조건을 적용하게 된다. 본 연구에서는 콘크리트교량에 비해 진동특성이 취약한 것으로 알려진 강합성 거더 고속철도 교량의 동적거동 분석을 수행하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.45-57
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• 2008

현재 기존선의 고속화를 위하여 개발된 개량 분기기에 대한 성능 평가 연구가 활발히 진행되고 있으며, 동적윤중 현장계측을 통하여 기존 및 개량 분기기 충격계수가 산정되었다. 본 연구에서는 산정된 충격계수를 이용해 기존 및 개량 분기기 궤도 성능과 노반의 거동을 평가하였다. 궤도 성능 평가를 위해 동적윤중 및 레일압력을 검토하였고 노반거동 평가를 위해 수치해석을 이용하여 노반응력 및 침하를 검토하였으며, 기후변화 및 열차의 반복하중으로 인해 연약해진 노반의 안정성 검토를 수행하였다. 그 결과, 분기기 개선에 따른 동적윤중 및 레일압력 그리고 노반의 침하 및 응력의 현저한 저감 효과를 확인할 수 있었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.298-303
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• 2010

접속부는 교량에서 토공, 터널에서 토공, 콘크리트궤도에서 자갈도상궤도로 옮겨가는 구간과 같이 궤도 하부구조의 지지강성이 변화하는 구간으로 경부고속철도에서는 터널 및 교량 구조물 접속부만 450여개에 달한다. 접속부의 상태는 열차주행 안정성과 신뢰성에 큰 영향을 미치기 때문에 유지보수의 문제가 발생하지 않도록 모든 조치를 취할 필요가 있다. 이에 본 논문에서는 국내외에서 보편적으로 적용하고 있는 교량/토공 접속부 에서의 보강방안과 추가보강방안의 효과를 보다 합리적으로 검토하기 위하여 이동윤하중 재하방식의 수치해석을 수행하였다. 이동윤하중 재하방식은 열차바퀴를 실물로 모델링한 후 레일위에서 실시간으로 이동시켜 이때 발생하는 궤도 각 위치에서의 변형특성을 검토함으로써 시간영역에서의 상세해석 결과를 얻을 수 있다. 해석 대상은 고속철도에서 적용 가능한 접속부 보강방안 종류별 및 어프로치블럭의 연장별 변형특성이며 이를 통하여 현재 건설조건하에서의 접속부 보강효과를 검토하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권2호
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• pp.94-102
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• 2023

큐브위성용 태양전지판 분리장치는 열선 또는 저항소자의 발열로 나일론선을 절단하여 구조물의 구속을 해제하는 나일론선 절단방식 구속분리장치가 주로 적용되고 있다. 일반적으로 태양전지판 조립체의 발사하중을 고려한 구조해석을 수행하여 구속분리장치의 설계가 이루어지고 있으나, 발사 이후 궤도 열환경에 대한 구속분리장치의 열적 검토 및 분석사례는 전무한 실정이다. 따라서, 본 논문에서는 현재 개발중인 큐브위성 STEP Cube Lab-II에 적용되는 나일론선 절단 기반 구속분리장치의 열적 안정성 평가를 수행하고자 한다. 위성이 POD (Picosatellite Orbital Deployer)에서 사출되고 태양전지판이 전개되기까지의 분리장치 온도 분포를 검토하여 분리장치의 허용온도 범위 내에서 안정적인 구속 분리가 될 수 있도록 분리장치에 대한 궤도 열해석을 수행하였다. 또한, 열해석 결과를 기반으로 열진공시험을 수행하여 분리장치의 설계를 검증하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.207-216
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• 2013

콘크리트궤도가 부설된 철도교량 단부의 궤도구성품(레일 및 체결구)에는 교량 단부회전에 의해 상향력 및 압축력과 같은 궤도-교량의 상호작용력이 작용하여 손상 및 성능저하가 유발된다. 이러한 교량의 휨거동에 기인한 단부 궤도의 상호작용에 따른 문제를 해결하고자 본 연구에서는 횡단궤도시스템을 개발하고 그 성능을 입증하였다. 횡단궤도시스템의 구조안정성 검토를 위해 3차원 유한요소해석을 통한 시간이력해석을 실시하고 그 결과를 독일의 성능요구조건 및 관련기준과 비교하였다. 또한, 교량-궤도 상호작용 분석을 위한 시험체를 제작하여 실내시험을 수행하고 횡단궤도시스템의 적용 효과를 평가하였다. 연구결과 횡단궤도시스템의 정, 동적 구조안정성 및 횡단궤도 적용 후 교량 단부 궤도의 상호작용력(레일변위, 레일저부응력 및 체결구 응력)이 크게 저감될 수 있음을 실험적으로 입증하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권3D호
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• pp.399-405
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• 2008

포장궤도는 기존선의 유지보수 노력을 절감하기 위하여 개발되고 있다. 이 중 베이스플레이트 저탄성패드는 궤도 전체의 지지강성을 결정하는 구성품으로서 궤도의 응력-변위특성, 동적응답, 피로특성 등에 가장 큰 영향을 미친다. 따라서 저탄성패드의 적용은 궤도전체의 내구성과 안정성에 미치는 영향이 크다고 할 수 있다. 본 논문에서는 저탄성패드의 적용으로 인하여 획득되는 효과 중 노반에 전달되는 열차하중의 저감에 대한 연구를 수행하였다. 이를 위하여 패드스프링계수별 정적해석과 실물반복재하시험을 수행하고 그 결과를 비교 분석하여 저탄성패드의 하중 전달특성을 파악하였으며 전달하중 저감효과를 검토하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권3호
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• pp.200-209
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• 2013

본 논문에서 B-dot 제어기 종류, Lyapunov 안정성 관점에서 B-dot 제어기 안정성 검토 결과 요약이 제시되었다. 6시 태양동기 궤도의 대형위성이 초기 자세획득 할 때 또는 이상상태 발생 후 태양획득을 위해 B-dot 제어기가 사용될 경우, B-dot 제어기의 활용성에 대한 검토 결과 제어기 활용성이 매우 높다는 결론을 얻을 수 있었다. 또한 B-dot 제어기 작동원리의 이해를 위해 천이상태 제어토크와 정상상태 제어토크 개념을 도입해서 새로운 물리적 해석 결과를 도출 제시하였으며, 자기 토커가 고장 났을 때 자세 안정화에 미치는 영향을 이론적으로 분석 후 토커고장에 대한 설계 최적화 방안을 제시하였다. 또한 6시 태양동기 궤도의 대형위성에서 B-dot 제어기의 유용성 및 자기토커 고장 영향 분석결과 확인을 위해 비선형 시뮬레이션 결과 만족스런 태양지향능력 및 예측된 고장 영향 분석결과 등이 확인되었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권5호
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• pp.678-686
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• 2009

국내에서 개발된 한국형 틸팅열차는 현재 시제차량 제작을 마치고, 충북선을 시작으로 시운전 시험이 단계적으로 진행되고 있다. 시운전 시험에서는 한국형 틸팅열차의 시스템 안정화를 위해 차량 외에 궤도, 구조물, 전차선, 신호 등 각 시스템 상호간의 인터페이스 검증이 필요하며, 선로구축물 분야에서는 개발차량의 증속이 궤도구조에 미치는 영향을 비롯한 궤도부담력 검토를 통해 궤도구조의 안정성과 주행안정성 평가가 수행되어야 한다. 따라서 본 연구에 서는 완화곡선구간을 주행하는 틸팅차량(한빛200호), 고속차량(KTX) 및 일반차량(무궁화)에 의해 궤도에서 발생하는 동적 윤중 및 횡압을 측정하였다. 측정데이터를 통해 차종별 주행패턴을 비교하고 윤중과 횡압의 증감율을 확률적으로 분석하였다. 분석결과, 고정식 대치구조를 갖는 기존 차량의 캔트변화에 따른 발생 윤중 및 횡압의 분포범위는 일정 범위 내에서 작은 편차로 분포하였다. 반면 진자식 대차구조인 틸팅차량의 경우 캔트변화에 따른 차체의 틸팅작용에 의해 비교적 넓은 범위에 큰 편차로 궤도작용력이 분포하는 것으로 나타났다.