• 한국철도학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.33-38
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• 2008

이종궤간(협궤/표준궤/광궤)이 존재하는 유라시아 철도네트워크(TCR 및 TSR 등)의 운송시간 및 비용을 절감하기 위하여, 이 구간을 자유롭게 운행할 수 있는 궤간 가변 장치의 개발이 중요하다. 따라서 궤간가변차량의 안전성을 확보하기 위하여 각 시스템 및 부품들의 구조해석을 통한 건전성을 평가하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 개발중인 궤간가변 윤축시스템의 안정성 검토의 연구의 일환으로서, 궤간 변환구간 및 곡선부 주행시 차륜의 횡압하에 잠금부품들 사이의 접촉응력을 유한요소해석 시뮬레이터를 이용하여 평가하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.175-181
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• 2016

회전체는 질량 중심선이 축의 기하학적 중심선과 일치하지 않을 때 불평형이 발생한다. 윤축은 두 개의 차륜과 한 개의 차축으로 조립되어 철도차량을 주행시키는 회전체 역할을 하고, 차륜 재질의 불균일, 마모, 윤축 조립과정의 오차 등으로 인해 불평형이 발생할 수 있다. 또한 윤축은 축의 직경이 가늘고 고속으로 회전함으로 불평형 질량에 의한 진동의 영향이 더욱 두드러지게 나타나고 이로 인해 철도차량 고속 주행 시 주행안전성 및 주행거동에 영향을 미칠 수 있다. 그러므로 본 연구에서는 차륜 불평형이 고속철도차량의 동적 거동에 미치는 영향을 철도차량 다물체 동역학 해석 도구인 VI-Rail를 이용하여 해석을 수행하였다. 해석결과에서 차륜 불평형량이 증가할수록 철도차량 대차의 임계속도가 감소됨을 확인할 수 있었고, 차륜 불평형량이 주행 중 차량동적거동 악영향을 미침으로 고속주행에서는 반드시 차륜 불평형량에 대한 관리가 필요함을 확인할 수 있었다. 또한 이 연구로 차륜 불평형량의 정적 및 동적 관리 필요성을 국내 철도차량 운영기관에 제시하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권7호
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• pp.699-709
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• 2014

본 논문에서는 단일윤축 탈선이론을 적용하여 측풍 조건에서 주행 중인 철도차량의 탈선을 예측하는 방법을 제시하였다. 기존 연구에서는 측풍에 의한 탈선은 모두 전복탈선이라고 가정하여 탈선 예측 이론을 개발하였다. 그러나 이러한 가정은 특수한 주행조건하에서 차륜 타고오름 탈선의 가능성을 무시하고 있다. 또 기존의 측풍 탈선 이론은 주행 중 발생하는 차륜-궤도 사이의 마찰력, 동적상호작용과 같은 주행조건이 탈선에 미치는 영향을 고려할 수 없었다. 본 논문의 방법은 차륜-궤도 사이의 동적 영향, 횡가속도 및 켄트 영향, 측풍 영향 등을 동시에 고려할 수 있었다. 본 이론의 결과를 기존 이론 및 시뮬레이션 결과와 비교하여 타당성을 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권12호
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• pp.5669-5675
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• 2012

이종궤간(표준줴/광궤)이 존재하는 유라시아 철도네트워크(TKR, TCR 및 TSR)의 화물운송시간 및 비용을 절감하기 위해서는 이 구간을 자유롭게 운행할 수 있는 궤간가변 윤축시스템의 개발이 중요하다. 국내에서는 기존 해외 윤축시스템을 보완하고자 새로운 한국형 궤간가변 윤축시스템을 개발 및 제작중이다. 본 연구에서는 안전-수명설계관점에서 강도와 내구성해석을 수행하였다. 본 시스템의 내구성해석결과로서, 주요부품은 $1{\times}10^7$ 사이클까지 안전하였다. 또한, 주행중 안전성을 확인하기위하여 국제철도규정 UIC에 따라 리그피로시험을 수행하였다. 이 시험을 통하여 본 궤간가변 윤축시스템은 관련 안전규정에 만족함을 확인하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.1868-1873
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• 2011

In this paper, a theoretical formulation of a simplified wheel-set model for collision-induced derailments was evaluated by numerical simulations for the wheel-climb derailment and wheel-lift derailment types. The derailment types were classified into the wheel-climb derailment and the wheel-lift derailment according to the friction force direction of the wheel-flange. The wheel-climb derailment type was classified into Climb-up, Climb/Roll-over, and Roll-over-C, and wheel-lift derailment type was classified into Slip-up, Slip/Roll-over and Roll-over-L. To verify the theoretical equations derived for the wheel-climb derailment and the wheel-lift derailment, dynamic simulations using RecurDyn of Functionbay and Ls-Dyna of LSTC were performed and compared for some examples. The derailment predictions of the suggested theoretical formulation were in good agreement with those of the numerical simulations. The direction of the frictional force between the wheel-flange and the rail can be well predicted using the suggested derailment formulation at a initial derailment.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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• pp.189-194
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• 2007

To reduce the cost and time of transport in Eurasian railroad networks such as TKR, TCR and TSR owing to the problem of different track gauges(narrow/standard/broad gauge), it is important to develop the gauge - adjustable wheelset system to adapt easily to these gauges. Moreover, freight trains having the gauge - adjustable wheelset will be run various curved tracks in railroad networks. Therefore, to assure the safety of the gauge-adjustment wheelset system, it is necessary to evaluate integrity of locking parts in the system using stress analysis. In this study, it was performed to contact stress analysis of locking parts by using FEA(finite element analysis) simulator during the gauge changeover operation and freight trains' service in the curved track, respectively.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.773-777
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• 2004

The variable-gauge wheelset drives on the variable railways. It doesn't need to replace or move the carriages to another bogie parts. This paper is for dynamic analysis of the variable-gauge wheel set. 3D-Virtual Mock-up. program was developed to verify the operating mechanism and understand dynamic characteristics for German RAFIL- V variable-gauge wheel set. When the system is going through the width-variable railway, its safety depends on the stiffness and velocity. So the numerical and contact model of this system were developed. This solution is useful to analyze dynamic characteristics for variable-gauge wheelset.

• 한국정밀공학회지
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• 제31권9호
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• pp.773-776
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• 2014

KTX (Korea Train eXpress) is the first high-speed train operated in Korea and its highest speed reaches 300 km/h. Korean high-speed trains are mostly operated on the railroads exclusively designed for high-speed trains, but the sections of Seoul~Gwangmyeong, nearby of Daejeon station and Dongdaegu are operated on the existing tracks having the speed less than 150 km/h. With this paper, we'd like to analyze the lateral force that occurs between the wheels and the rail when high-speed trains were operated on the existing track section to suggest an appropriate driving speed for high-speed trains. As the rigid wheel base of the high-speed train is 3m which is about 50% longer than normal vehicles, it works as an advantage for high-speed driving. However, as the lateral force becomes higher than normal vehicles when driving on curves, plans to reduce wear-outs on the wheels are required.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.379-384
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• 2005

Research interest on flexible body dynamics, has been increased recently. The major application areas are the auto-mobile, train, and heavy machinery. This paper attempted the dynamic analysis for the variable-gauge wheelset with a flexible body, to better understand the dynamic characteristics of the variable-gauge wheelset. In order to achieve this goal, a 3D-Virtual Mock-up model was built. The tendency of the stress and deformation for the flexible lever was investigated through component mode synthesis, contact mechanics and flexible body dynamics. This study is a pioneering work for the development of Korean type variable-gauge wheelset.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.927-939
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• 2007

This paper concerns dynamics of a wheel-axle set on a tangent track which was already published in a book titled "Dynamics of Railway Vehicle Systems" authored by Garg and Dukkipati [1], pointing out several missing terms and erroneous parts in the derived expressions on the conventional governing equations of motion. It is indicated that the x-direction components of normal forces at left and right wheel-rail contact points in the equilibrium axis were missed. Another point is that in deriving the creepages the disturbed velocity components in both x and y directions in the equilibrium axis should not be disregarded in the first term of the numerators. When considering the creepage in the y direction in the body coordinate system, the second term of lateral velocity at the contact point also cannot be neglected. Besides, the hyper-assumptions in the final expressions of vertical components of normal forces at left and right wheel-rail contact points have been recovered in reaching the final stage of analytical model development. Finally it is noteworthy that the process of applying creep theory is deemed to contain a little bit inconsistencies and ambiguities to be clear.