• 한국철도학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.262-270
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• 2011

궤도지지강성은 차량이 주행함에 있어 궤도와 차량에 매우 큰 영향을 미치며, 이는 궤도 파괴이론에 근거한 궤도유지관리와 승객의 승차감에 영향을 준다. 또한 궤도설계 시 고려되는 궤도지지강성은 이론에 근거한 계산치이며 이는 공용중인 궤도에서의 실제 궤도지지강성과는 상이하다. 따라서 본 연구에서는 현장측정을 통해 동적 윤중과 레일수직변위, 레일저부응력을 측정하여 궤도지지강성을 산출하였고 이를 이론 궤도지지강성과 비교 분석하였다. 현장측정결과 자갈도상궤도에서의 궤도지지강성은 자갈의 상태에 직접적인 영향을 받으며 콘크리트궤도의 경우 궤도구조별(일반적인 침목매입식, 레일플로팅, 침목플로팅) 궤도구조특성에 직접적인 영향을 받는 것으로 나타났다. 그러나 자갈 및 콘크리트궤도 모두 설계 시 적용되는 궤도지지강성이 측정된 궤도지지강성에 비해 과소평가되는 것으로 분석되었다. 이는 공용중인 궤도의 상태평가 시 현장의 궤도상태를 반영하지 못한 예측 및 평가가 될 소지가 있을 것으로 판단된다. 이에 본 연구에서는 궤도구조형식 및 궤도상태별 궤도지지 강성의 범위를 실험적으로 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권10호
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• pp.6977-6984
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• 2015

품질 향상을 위해 연속적인 소성 변형을 이용한 롤 포밍 공정에 피어싱, 벤딩, 트리밍 등 별도의 가공공정을 통합한 볼 슬라이드 레일의 멀티 롤 포밍 공정의 필요성이 대두되고 있다. 하지만 프레스기의 진동 및 소음은 이 공정에서 생산되는 슬라이드 레일의 품질 저하를 유발한다. 본 연구에서는 롤 포밍 유한요소 프로그램으로 최적 변형률을 고려하여 롤을 설계하였다. 그리고 멀티 공정의 정적 안정성을 예측하기 위해 구조해석 프로그램으로 프레스기에 대한 응력 및 변형량을 계산하였다. 또한 공진영역에서의 장치들의 운전을 회피하기 위해 Modal 해석을 통해 1, 2차 모드에서의 고유진동수를 계산하였다. 그 결과 공정의 동적 안정성 개선을 확인하기 위해 마이크로폰과 가속도계를 이용하여 기존 및 연구 공정들의 소음, 진동의 크기를 비교하였다. 그리고 기존 및 연구 공정으로 생산되어진 레일의 폭 치수와 표면거칠기를 측정하였다. 따라서 해석 및 실험적 연구를 통해 멀티 롤 포밍 공정이 안정하다는 것을 알 수 있었다.

• 문화기술의 융합
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• 제5권4호
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• pp.387-394
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• 2019

본 연구에서는 도시철도 침목플로팅궤도(STEDEF) 궤도구성품의 손상영향을 분석하기 위하여 20년 이상 공용중인 현장에서 시료를 채취하여 궤도재료에 대한 육안검사와 실내시험 및 유한요소해석을 통해 궤도구성품의 손상취약부를 분석하였다. 육안검사결과 레일패드와 체결구는 특이사항이 없었으나 침목방진상자는 모서리부분의 마모 및 찢어지는 현상이 발생하였다. 침목방진패드는 두께감소 및 피로경화층이 뚜렷하게 조사되었다. 레일패드와 침목방진패드에 대한 스프링강성 시험결과, 레일패드의 노후는 뚜렷하지 않았으나 침목방진패드는 설계기준치를 크게 상회하는 것으로 나타나 침목방진패드는 통과톤수에 직접적인 영향을 받는 것으로 분석되었다. 현장시료의 열화상태와 수치해석 결과와의 비교결과, 수치해석모델의 응력 및 변위 집중위치와 현장시료의 손상위치가 일치하는 것으로 나타나 공용중인 침목플로팅궤도 궤도구성품의 손상취약부를 실험 및 해석적으로 입증하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제10권3호
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• pp.839-844
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• 2024

본 연구는 인접굴착공사, 지반열화 및 지하수위의 변화에 따른 지하구조물 변위거동이 궤도 손상에 미치는 영향을 해석적으로 분석하였다. 연구대상인 콘크리트궤도는 침목플로팅궤도(STEDEF)와 사전제작형궤도(B2S)를 대상으로 분석하였다. 침목플로팅궤도는 콘크리트 도상과 침목이 분리된 궤도구조이다. 사전제작형궤도는 프리캐스트 슬래브를 이용하여 레일 및 체결장치를 조립하여 레일의 탄성거동을 유도하는 궤도구조이다. 수치해석을 위해 콘크리트 궤도별로 레일부터 콘크리트 도상까지 모두 3차원 요소로 모델링하였다. 또한 지하구조물 변위거동을 변수로 설정하여 콘크리트 도상의 손상영향을 분석하였다. 수치해석을 이용하여 융기 및 침하에 따른 콘크리트 도상 응력을 분석하였으며, 인장강도 및 전단강도와 비교하여 균열 발생 수준을 분석하였다. 분석결과, 동일한 융기 및 침하발생 시 사전제작형궤도보다 침목플로팅궤도가 취약한 것으로 분석되었다. 또한 최대 융기 및 침하부 기준으로 침목플로팅궤도의 균열발생 영향범위가 큰 것으로 분석되었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제30권2호
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• pp.123-132
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• 2016

본 연구는 새로운 차체를 이용 구급자동차 내부 공간의 디자인 작업에 따른 차량 내부의 구조해석을 수행한 결과로서, 해외 기준 및 디자인된 구급자동차를 바탕으로 3D 설계 작업을 수행하였다. 또한, 차체 및 구급자동차 내부에 대하여 10G의 충격을 가한 후 이에 따른 구조해석 결과를 살펴보았다. 이때 부품의 자중과 구성품의 무게를 고려하여 유럽의 EN 규정에 따라 해석을 수행하였다. 구조해석 결과, 차량 내부의 프레임과 각종 파이프로 구성되어진 핸드레일은 비교적 큰 응력의 하중은 받지 않았으나 내장 판넬과 캐비넷류는 50MPa 이상의 큰 응력을 받는 것으로 해석되었다. 이에 따른 보강 설계를 실시하는 경우에는 두께 및 형상의 수정이 필요하다는 결론을 얻을 수 있었다. 이와 같은 연구 결과를 바탕으로 국내 구급자동차를 이용하는 구급대원 및 차량내부의 환자에게 보다 안전한 차량을 제작하는 기초자료가 될 수 있을 것이라 기대된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.139-146
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• 2003

본 연구는 기지하중을 이용하여 교량의 효율적 평가를 하기 위한 것이다. 계산상 내하력이 부족한 것으로 평가된 교량의 하중저항능력은 기존의 방법에 의한 평가능력을 상회하는 경우가 일반적이다. 기지하중을 이용한 실험은 미지의 저항능력을 평가할 수 있으며, 따라서 대상교량의 하중저항능력을 정확히 검증할 수 있다. 실험을 위한 기지하중은 일반적인 통행하중보다 큰 것을 사용하여야 한다. 따라서 본 연구에서는 미시간 주에서는 법적으로 허용된 11축 트럭 하중(685kN)을 고려하여, 두 대의 군용탱크와 두 대의 11축 트럭을 이용하였으며, 실험의 안전을 위하여 재하하중의 크기를 점진적으로 증가하면서 계측을 실시하였다. 실험에 의한 대상 교량의 응력수준은 계산에 의한 값보다 다소 작게 측정되었으며, 이는 부적절한 재료강도의 예측, 파라펫이나 가드레일과 같은 비구조요소의 기여, 지지조건의 변화 등에 기인한 것으로 분석되었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제17권4호
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• pp.278-284
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• 1997

EMAT는 비접촉으로 초음파를 송수신 할 수 있는 탐촉자로서 시험체와 탐촉자간의 접촉을 위한 매개 물질이 필요치 않으므로, 움직이고 있는 물체에 초음파탐상법을 적용하고자 하는 분야와 초음파의 속도를 정밀하게 측정하고자 하는 분야에 주로 응용된다. 구체적으로는 길이가 긴 튜브류의 결함 탐상, 용접중인 재료의 용접상태 감시, 기차바퀴 및 레일의 결함 탐상, 고온상태인 재료의 결함 탐상 등이 비접촉 특성을 이용하여 적용될 수 있는 분야이며, 재료의 집합조직 및 소성이방성의 측정, 재료의 미세조직 및 기계적 강도의 예측, 그리고 잔류응력의 측정 등이 정밀한 초음파속도 및 감쇠의 측정으로부터 적용될 수 있는 분야이다. EMAT가 일반적인 접촉식초음파탐상법에 비하여 특별한 분야에의 응용에 큰 장점을 가지고 있지만, 낮은 에너지 전환효율, 넓은 불감영역, 그리고 사용주파수의 한계 등의 문제를 가지고 있기 때문에 기존의 접촉식 방법의 적용이 용이한 분야에의 적용은 필요하지 않다. 그러나 특별한 목적과 용도에의 적용 필요성이 생길 경우에는 적절한 연구를 통하여 알맞은 탐촉자를 제작하고 탐상 방법을 개발함으로서 본래의 목적에 알맞은 탐상이 수행될 수 있다.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.78-85
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• 2008

Roll forming process is one of the most widely used processes in the world for forming metals. It can manufacture goods of the uniform cross section throughout the continuous processing. However, process analysis is very difficult because of the inherent complexity. Therefore, time is consuming and much money are needed for manufacturing goods. In order to overcome this difficulty, a new computational method based on the rigid-plastic finite element method is developed for the analysis of roll forming process. In this paper, the design of roll forming process and the simulation are performed to manufacture the upper member at under rail composed of three members. The cold rolled carbon steel sheet(SCP-1) is used in this simulation, and a flow stress equation is set up by conducting the tensile test. The upper member is designed using two types of design for a excellent design. Each types are simulated and compared with the strain distribution using SHAPE-RF software. In addition, the numerical magnitude of bow and camber which are the buckling phenomenon is estimated.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.1178-1185
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• 2010

철도차량의 고속화가 가속화되면서 화물을 운송하던 컨테이너 차량이 차륜의 파손에 의하여 탈선하는 사고가 발생하여 많은 물적 피해가 발생하고 있으며, 이러한 철도차량의 사고는 많은 인명 피해와 물적 피해를 가져오는 대형 사고로 발전할 수 있다. 따라서 이에 대한 재발 방지를 위한 차륜의 파손 해석에 대한 연구가 필요한 실정이다. 철도차량의 차륜은 기계적 하중과 열하중를 동시에 받으며, 기계적 하중으로는 철도차량의 무게에 의한 수직하중과 곡선 구간을 운행할 때 차륜과 레일의 접촉부에 수평하중이 발생하며, 철도차량의 제동시 답면제동에 의한 반복적인 열하중을 받는다. 이러한 차륜에 발생하는 기계적 하중과 열하중은 차륜의 균열과 잔류응력 등을 발생시키는 것으로 알려져 있다. 따라서, 본 연구에서는 차량 주행 시의 브레이크 이력과 하중 조건을 고려한 열 구조 연성해석을 수행하여 차륜에 부하되는 최대응력을 추정하였으며, 이 값을 파괴역학 파라미터인 응력확대계수에 적용하여 차륜의 안전성을 평가하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권3D호
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• pp.499-509
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• 2006

프리캐스트 콘크리트 바닥판은 일반적인 현장타설 바닥판과 비교할 때 많은 장점을 가지고 있으며, 최근 국내에서도 도로교의 노후 바닥판 교체 공사 및 신설 도로교에 성공적으로 적용되고 있다. 하지만, 철도교에 프리캐스트 바닥판을 적용하기 위해서는 활하중, 장대레일 종하중, 시제동하중, 온도변화, 건조수축 등 도로교와 철도교의 하중 특성의 차이를 적절히 반영한 설계가 요구되며, 특히 횡방향 이음부의 연속성을 확보하여 일체화시키기 위해 바닥판 내부에 배치한 종방향 텐던의 적정한 프리스트레스 수준을 평가하는 연구가 요망된다. 따라서 본 연구에서는 철도교에 빈번히 적용되는 PSC 합성거더 철도교에 대하여 정밀한 3차원 유한요소해석을 통해 주요 설계하중이 유발하는 바닥판의 종방향 응력을 산정하였다. 그 결과 종방향 인장응력을 유발하는 지배적인 요인은 활하중보다는 바닥판의 온도 저하나 시동하중으로 나타났으며, 특히 온도의 영향은 설계기준상의 제안식 또는 이론식과도 비교해 가며 중점적으로 분석하였다. 종방향 인장응력을 상쇄하여 올바른 구조거동을 유도하기 위한 프리스트레스의 범위를 고찰한 결과, 대상 철도교에 대해 2.4 MPa 이상의 프리스트레스를 도입하는 것이 적정한 것으로 나타났으며 이는 도로교의 경우와 유사한 수준으로 평가되었다.