• 한국철도학회:학술대회논문집
• /
• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
• /
• pp.643-648
• /
• 2011

Fatigue crack in most rails take place by rolling contact between wheel and rail in railway industry. Therefore, it is critical to understand the rolling contact phenomena, especially for the three-dimensional situation. In this paper the steady-state rolling contact problem of KTX wheel and rail (UIC60) has been studied with three-dimensional finite element analysis. The variation of contact pressure and contact stresses on rolling contact surface were obtained using the finite element method. The three-dimensional distribution of contact stresses on the contact surface are investigated. Results show that the distribution of shear stress and contact stress (von Mises) on the contact surface varies rapidly as a result of the variation of stick-slip region. The contact stress at the leading edge is greater than at the trailing edge because of stick and slip phenomena.

• 한국철도학회:학술대회논문집
• /
• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
• /
• pp.3160-3165
• /
• 2011

The track and bridge interaction should be considered for the safety check of railway bridge design as the longitudinal forces transmitted to rail and bridge are changed by longitudinal stiffness of bridge system. The longitudinal stiffness of bridge structures is determined by the magnitude of the ballast resistance, the expansion length of superstructure, and longitudinal stiffness of substructure including pier and foundations. In this study, the main factors affect on the longitudinal rail forces are discussed and the computational parametric analysis of rail forces considering rail-bridge interactions. And the required range of stiffness of sub-structures and span length for the assurance of safety of CWR(continuous welded rail) track is suggested.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
• /
• 한국윤활학회 1997년도 제25회 춘계학술대회
• /
• pp.210-217
• /
• 1997

This paper presents the numerical results of the stress analysis of wheel-rail contact problems. Two models which have straight and tapered(1:20) contact geometries between the wheelset and rail are analyzed using the finite element approach. From the simulation results we found that the tapered geometry of wheel-rail contact base line showed very stable contact stress distributions for a whole contact position between the wheel and rail in a curved rail section. The FEM computed results may present an optimized geometry of wheel-rail contact in a high-speed railway system.

• 한국철도학회:학술대회논문집
• /
• 한국철도학회 2007년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.458-461
• /
• 2007

Recently, the continuous welded rail(CWR) track has been used for less maintenance of the High-speed railway tracks. In case of CWR track, track buckling has always been an unpredictable event under the high compressive stress in rail. The behavior and stress state of CWR track is manily influenced by its thermal variations, and it is important to understand seasonal variations of rail temperature and stress to predict the track stability. This paper describes the in-site measurement for the rail temperature and rail stress, and the correlation between the rail temperature and stress was examined.

• Tribology and Lubricants
• /
• 제13권3호
• /
• pp.93-101
• /
• 1997

The numerical results on the stress distributions of rail-wheel contact problems are presented for three models in a high-speed rail system. These models which have straight and tapered (1:40 and 1:20) contact geometries between the wheelset and rail are analyzed using the finite element approach. From the simulation results we found that the tapered geometry (1:20) of railwheel contact base line showed very stable contact stress distributions for a whole contact position between the wheel and rail in a curved rail section. The FEM computed results may present an optimized slope geometry of rail-wheel contact in a high-speed railway system.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제29권10호
• /
• pp.57-66
• /
• 2013

보다 빠른 교통 수단에 대한 사회적 관심이 현재 운영 중인 KTX의 운행속도인 350km/h을 넘어서는 고속 열차의 운행을 요구하고 있다. 본 연구에서는 콘크리트 궤도 구조물에서 열차 속도 변화에 따른 노반 변위의 변화양상을 추적하고 비선형적인 노반 응력 변화를 살펴보기 위해 유한요소해석을 실시하였다. 궤도-차량 상호작용을 간단한 형태로 고려하기 위해 이동 하중의 질점 시스템을 개발하였다. 열차 하중의 이동 속도를 100km/h에서 700km/h까지 변화시켜 결과를 얻었다. 열차 속도 증가에 따라 레일과 노반 변위는 비선형적으로 증가하였으나 뚜렷한 임계 속도 효과는 나타나지 않았다. 낮은 열차 속도 대역에서는 열차 속도보다 노반에서 에너지를 전달하는 탄성파 속도가 빠르다. 하지만 400km/h 이상의 열차 속도 대역에서는 열차 속도와 에너지 전달 속도가 거의 일치하였다. 열차 속도 증가에 따라 노반 응력 이력이 크게 변하며 경로 의존적인 토질 재료에서 상당한 크기의 소성 변형률이 예상된다.

• 문화기술의 융합
• /
• 제7권3호
• /
• pp.517-522
• /
• 2021

약 본 연구에서는 도시철도 교량상 급곡선(R=180m) 구간에 부설되어 있는 침목 하부에 방진패드가 부착된 자갈도상 궤도구조의 콘크리트침목 손상유형에 대한 원인을 검토하고, 침목중량화 및 도상자갈 개량에 따른 콘크리트침목의 손상저감 효과를 분석하였다. 이를 위해 대상 교량에 부설되어 있는 콘크리트침목의 손상(균열) 발생 유형을 조사하였으며, 종합검측차를 활용하여 획득한 궤도틀림과의 상관관계를 통해 비교·분석하였다. 또한 수치해석 프로그램을 활용하여 궤도구조별 콘크리트침목 구성품에 발생하는 응력을 검토하여 개량에 따른 콘크리트침목의 손상 저감 효과를 입증하였다. 분석결과 궤도틀림이 심한 구간에서 침목의 축방향 균열이 주로 발생하였으며, 수치해석결과 궤도구성품 및 콘크리트침목에 발생하는 응력은 4-Anchor를 사용하는 체결구조에서 하중 분산 효과에 따라 발생하는 응력 수준은 작게 나타났다.

• 한국철도학회논문집
• /
• 제9권1호
• /
• pp.118-124
• /
• 2006

SThe rigidities of bridge substructures are the important data in the rail-bridge interaction analysis in Korean High -Speed Railway. This experimental study is being performed because of followings. 1) More correct longitudinal stiffness of the structure including substructure should be considered in the calculation of stresses in rails. 2) There are many uncertainties in the design and construction of the piers and foundations. 3) Actual guideline for the rigidities of piers and foundations in the design is necessary. 4) Measurement on the rigidity of pier according to the types of piers, foundations and soil-conditions is needed. Curve for estimating the total rigidity of substructure will be obtained through this and further experimental studies. It may be used in the analysis of Korean High-Speed Railway bridge and then, longitudinal stresses in the rails can be estimated more accurately. One pair of piers, which consist of pot-bearing for fixed support and pad-bearing for movable support, are loaded by steel frame devices with steel wire ropes and hydraulic jack. The responses which are measured at each loading stages in those field tests are displacements and tilted angles on the top and bottom of piers. This study is being performed testing and analysis about several piers in the construction field.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제27권2호
• /
• pp.1-7
• /
• 2023

기존 신축이음장치 교체 시간을 절감하고, 차선별 부분교체가 가능하도록 보수성을 개선한 신축이음장치 시스템(HRS)에 대하여 실물규모의 수직하중 피로시험과 윤하중 성능실험을 수행하여 내구성을 평가하였다. 수직하중 피로시험결과 레일형 신축이음장치의 최대응력은 170 Mpa이며, 이는 HRS 신축이음장치레일의 항복강도 355MPa의 약 47.8% 수준이다. 보수성을 개선한 HRS 신축이음장치의 수직하중 피로시험은 도로교설계기준에 따라 재하판의 크기와 하중을 설정하였고, 200만회 수직하중 피로시험과 윤하중 성능실험에 있어서 파괴거동을 나타내지 않았으며 그 내구성과 안전성을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제14권4호
• /
• pp.907-913
• /
• 1994

철도교량은 도로교량과는 달리 궤도가 부설되어 있고 일반적으로 이 궤도는 레일을 연속적으로 용접하여 침목위에 고정시키므로 온도변화에 따라 종방향으로 큰 힘이 작용하게 된다. 따라서 철도교량의 설계는 수직방향의 열차하중 뿐만 아니라 종방향의 궤도축력을 고려하여야만 하고, 특히 장대교량의 경우 교량형식, 경간, 교각단면, 지점배치방법 등의 결정은 궤도축력에 의하여 지배된다. 본 연구는 교량상의 궤도축력에 대하여 이론적인 해석을 하고, 이 해석방법을 고속철도 교량설계에 이용할 수 있도록 하기 위하여 장대레일이 부설되어 있는 철도교량에서 궤도축력을 실측하여 이론해석결과치와 비교하였다. 최근 유럽철도에서는 궤도의 종방향해석모델을 유한요소로 하여 개발된 해석방법이 사용되고 있으나, 이 방법은 입력에 많은 시간이 소요되고 교량구조물의 세부설계가 완료되어야 하므로 계산결과 장대레일 허용응력이 만족되지 않을 때는 교량설계를 다시 해야 하는 동 교량의 설계 과정상 불편한 면이 많다. 따라서 일시에 수많은 교량의 형식에 대한 검토가 필요한 경부고속철도의 프로젝트의 경우 좀더 간단한 해석방법의 개발이 필요하게 되었다. 이 방법에 의한 해석결과는 유한요소법에 의한 해석결과치와도 큰 차이가 없으며, 또한 운행선상에서의 실측결과와도 잘 일치하므로 교량의 예비적인 설계에 매우 유용한 방법으로 활용될 수 있을 것이다.