• Composites Research
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• 제32권4호
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• pp.171-176
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• 2019

본 연구는 복합재를 사용한 휠체어 고정구의 구조 강도 특성에 대하여 평가하였다. 이를 위해 특별교통수단 내 휠체어 고정구의 시험 기준 ISO 10542에 의거하여 전방 충돌 슬레드 유한요소해석을 진행하였고, 이를 통해 얻은 고정구에 작용하는 하중데이터를 휠체어 고정구 유한요소해석의 초기 조건으로 사용하였다. 고정구는 블록, 가이드, 레일로 구성되어 있으며, 이 중에서 레일의 중량 비율이 가장 높기 때문에 탄소섬유 에폭시 복합재를 레일에 적용하는 것이 적합한 것으로 나타났다. 또한 기존의 레일에서 하단 부분을 복합재로 적용한 하이브리드 레일은 기존 SAPH 440으로 제작된 레일의 구조강도와 비슷하게 설계할 경우, 약 27% 정도 경량화를 달성할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제11권3호통권40호
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• pp.281-290
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• 1999

수십 년 동안, 철도는 차량의 운영과 조작 기술에 맞추어 짧은 길이의 레일을 서로 신축 이음을 두고 연결한 궤도를 이용하여 건설되었다. 그러나 이러한 신축이음들은 궤도 손상과 유지비 증가 등의 많은 단점들을 유발시켰다. 그래서, 철도 기술자들은 차량, 용접, 체결의 기술이 발전함에 따라 열차 하중, 속도의 증가를 위해 레일 사이의 신축 이음을 제거하는 데 많은 관심을 가지게 되었다. 그래서 최근 등장한 것이 기존 레일의 단점들을 해소할 수 있는 CWR궤도이다. 그러나 이러한 CWR궤도는 기존 레일의 단점을 극복할 수 있었으나 레일의 장대화에 따른 온도 하중으로 인한 레일의 좌굴 문제를 야기시켰다. 본 논문에서는 유한 요소 해석을 이용하여 선형 좌굴 해석을 위한 CWR 궤도의 모델과 해석 프로그램인 CWRB를 개발하였다. 레일의 해석 모델은 레일요소 당딤을 고려한 14개의 자유도로 나타내었으며, 체결재, 침목, 도상 저항력을 스프링 요소를 사용하였다. 장대레일의 온도하중에 의한 좌굴 온도 및 모드의 분석으로 장대레일의 온도 좌굴 특성을 고찰하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2000년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.471-478
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• 2000

수 십년 동안 철도는 비교적 짧은 길이의 레일을 신축이음을 두고 연결한 궤도로 건설되었다. 신축 이음은 궤도에 손상과 유지비 증가 등의 많은 단점들을 유발시켰다. 그래서 철도 기술자들은 신축이음부를 제거하는데 관심을 가지게 되었다. 장대레일 궤도는 기존의 레일에 비해 많은 잇점들을 가지게 되었지만, 온도에 의한 갑작스런 횡방향 좌굴이라는 새로운 문제를 야기 시켰다. 본 연구에서는 우선 침목의 영향을 정확히 고려한 장대 레일 궤도의 3차원 해석 모텔과 해석 프로그램을 유한 요소법을 사용하여 개발하여 선형 정적 해석 및 좌굴 해석을 수행할 수 있도록 하였다. 개발된 해석 모델의 특징은 레일요소로 7자유도의 보요소를 사용한 것과 궤도 구성요소의 도심축의 차이를 정확히 고려한 옵셋기법의 사용, 그리고 레일 단면내의 온도 구배를 고려한 것이다. 다음으로, CWRB에 의한 선형 정적해석 및 좌굴해석을 통해, 장대레일 궤도의 거동 및 안정성에대한 다양한 궤도 구성요소들(레일, 도상, 체결재, 침목 등..)의 영향을 고찰하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.72-79
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• 2010

한국국철은 1966년 경부선에서 1.8km의 장대레일을 부설한 이래, 레일 장대화 개량사업을 지속적으로 확대하고 있으며 최근에 착공하거나 계획 중인 주요본선은 전면 장대화하도록 권장하여 부설지역이 광범위해지고 부설률이 증가함으로써 장대레일 관리가 한층 중요하게 되었다. 그러나 최근에는 산업화, 도시화 과정에서 과다 배출된 이산화탄소 등의 온실효과로 등 지구온난화에 따른 장대레일 작업가능시기 단축, 재설정 등 장대레일 작업의 대폭 증가에 대응하여 제한된 유지보수인력, 낙후된 기술과 장비로 장대레일을 적기에 관리는 매우 힘들어 효율적인 장대레일 관리대책이 요구되고 있다. 이러한 관점에서 전국 주요 간선철도 지역의 기후변화와 장대레일 설정온도, 지점별 대기온도 관련 기상자료, 각종 장대레일 관리기준, 한국국철의 안전사고, 장애기록, 절손현황, 기존의 레일 온도측정치, 장대레일 연구자료 등을 종합 분석하고 레일긴장기 소요성능을 검토한 결과, 철도현장에 주로 사용하고 있는 70Ton급 긴장기는 영하온도대역의 긴장력 및 설정연장 1km 이상의 경우 성능에 여유가 없을 것으로 분석되었다. 따라서 1회 설정구간을 과다하게 계획하지 말고, 기온이 영상으로 올라가 레일용접이 가능한 적정시점을 택하여, 레일온도와 설정온도차를 최대한 줄이는 것이 바람직 할 것으로 판단되었다.

• 문화기술의 융합
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• 제9권4호
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• pp.625-631
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• 2023

본 연구는 레일플로팅궤도의 실제거동을 반영할 수 있는 해석모델을 제안하는 연구로써 현장측정과 수치해석을 통해 가장 합리적인 모델을 분석 하였다. 레일플로팅궤도의 현 설계이론 해석결과는 현장측정 결과와 상이하게 나타나서 실제거동을 반영하기에 적합하지 않은 것으로 분석 되었다. 레일플로팅궤도는 레일의 휨에 의한 변위 보다는 지점의 침하가 전체 변위량에 직접적인 영향을 미치는 것으로 분석 되었다. 수치해석 결과 레일직하부에 지지점을 갖지 않는 병렬배치 스프링모델인 제안모델의 해석결과가 실제거동을 반영하는 것으로 분석 되었다. 본 연구에서 제시된 해석모델은 향후 레일플로팅궤도에 대한 설계 및 유지관리시 궤도거동 예측에 활용이 가능하다.

• Composites Research
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• 제29권6호
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• pp.363-368
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• 2016

본 연구에서는 복합소재를 적용한 가드레일 구조체에 대하여 비선형 유한요소 충돌해석을 수행하였다. 충돌에 대한 영향에 저항하기 위하여 [0/90/90/0]으로 적층된 Boron 계열의 보강섬유가 함침된 복합소재를 적용하였다. 또한, 지반-구조물 상호작용 모델을 적용하여 가드레일 구조체의 충돌 시 적합한 지반의 물리적 상수를 도출하였다. 특히, 가드레일의 복잡한 충돌 메커니즘을 다양한 변수 해석을 통하여 규명하였다. 변수 해석은 복합소재 지주의 두께변화와 이에 대한 충돌 성능의 영향에 초점을 두었다. 다양한 변수에 대한 해석 결과는 기존 강재를 사용한 결과와 비교하여 검증하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제8권4호
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• pp.123-133
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• 2004

레일 용접부에 존재하는 각종 결함을 검출하고 이에 대해 정량적으로 평가하는 것은 구조물 전체의 건전성 및 안정성 측면에서 대단히 중요하다. 현재 용접부 내부 결함 검색을 위하여 널리 사용되고 있는 초음파 검사법은 국내 및 국외의 경우 아직 레일에 대한 뚜렷한 평가기준이 제시되어 있지 않은 상태이다. 따라서 현장에서는 탐상기를 보유하고 있어도 이를 정확하게 사용하지 못하고 탐상 결과에 대해서도 합부를 판단하지 못하는 실무자들이 대부분이다. 이에 본고에서는 실무에 있어 현장 기술자들이 알아야 할 레일 용접부의 초음파 탐상에 대하여 첫째, 현재 발주처별 적용하고 있는 국내 궤도 공사 시방서의 문제점 및 개선방향 둘째, 철도 레일 용접부의 초음파 탐상 시험의 적용 방법에 대하여 논하고자 한다.

• Tribology and Lubricants
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• 제30권6호
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• pp.364-369
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• 2014

To assess the wear behavior of rails against subway rail car wheels, we investigate the sliding wear behavior of pins derived from two types of rails (normal rails and heat-treated rails) against a disc derived from a subway rail car wheel, using a pin-on-disc-type tribometer. We base the sliding wear test conditions on the sliding conditions for wheel flange-rail gauge corner contact. We demonstrate the remarkable transition in the wear behavior of the pins derived from the rails, from severe wear to mild wear, as a function of the sliding distance. The wear rate of the heat-treated rail material in the running-in wear region is much lower than that of the normal rail material. Furthermore, the wear rates of the pins in the running-in wear region decrease with increasing hardness and with decreasing sliding speed. However, there is little difference between the heat-treated rail pin and the normal rail pin in the wear rate in the steady-state wear region. Stricter controls on the decarburized layer beneath the surface of rails are required to reduce the wear rate in the running-in wear region.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.2844-2850
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• 2015

철도의 운행으로 인하여 발생하는 다양한 소음 중 큰 부분을 차지하고 있는 전동소음의 경우 차륜과 레일의 접촉에 의하여 진동과 이로 인한 소음방사가 발생하므로, 레일 진동에 대한 특성과 이로 인한 방사소음과의 상호연관성 및 특성의 파악이 필요하다. 본 연구에서는 레일의 유한요소 모델을 구성하고 경계요소법을 이용하여 진동으로 인해 발생하는 소음방사를 예측하였다. 입력으로는 레일에서의 진동속도 계측치를 이용하였고 소음방사 예측결과를 계측결과와 비교하여 해석기법의 신뢰성을 검증하였다. 또한 레일 감쇄 특성에 따른 소음방사 특성을 주파수 영역에서 검토하여 레일 댐핑재의 적용에 따라 약 3dB(A)의 방사소음 저감 효과가 있음을 확인하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제13권4호
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• pp.381-393
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• 2001

최근 교통상항은 교통량의 급격한 증가와 차종의 다양성에 그 특성이 있다. 우리나라에서 가장 많이 사용되고 있는 W형 보를 사용한 가드레일은 $14ton-60Km/h-15^{\circ}$ 의 충돌조건에 대하여 구조물의 강성이 충분치 못한 반면에, 보다 현실적인 충돌속도에 대하여 소형차의 탑승자 안전을 충족시키지 못하는 것으로 나타났다. 대형차에 대응하기 위하여 구조물의 강성을 증가시키는 일과 소형차에 대하여 탑승자의 안전을 도모(에너지 소산)해야하는 두 가지의 서로 상반된 목표를 달성하기 위하여, 두께 3.2mm의 강판을 이용한 보의 고무로 만든 충격 흡수재를 이용한 트라이-빔 가드레일 시스템을 고안하여 정적 실내실험, 컴퓨터 시뮬레이션 및 실차 충돌실험을 통하여 거동 및 성능을 조사하였다. 2%의 무게증가로 기존의 W형 보에 비하여 보의 높이가 약 100mm 증가된 트라이-빔(450mm)가드레일 시스템은 범퍼 높이가 다른 다양한 차종에 보다 좋은 수용능력을 보였고 강성과 충격흡수 능력 또한 W-보 가드레일 시스템에 비하여 크게 향상되었다. 그리고 실차 충돌실험을 실시한 결과 NCHRP 350의 Test 3-10 충돌시 성능 요건을 만족시켰다.