• 한국방재학회 논문집
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• 제10권6호
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• pp.17-25
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• 2010

본 연구는 U-채널 세그멘탈 콘크리트 교량의 차량 충돌 안전성에 대한 연구를 수행하였다. U-채널 세그멘탈 콘크리트 교량은 추가 고정하중을 감소시키고, 측보가 방호벽 역할을 동시에 수행하는 교량이라는 장점을 가지고 있다. 그러나 측보의 파괴는 전체 교량의 붕괴로 이어질 수 있는 위험 요소를 가지고 있다. 따라서, U-채널 세그멘탈 콘크리트 교량 측보의 차량 충돌에 따른 거동분석 및 특성파악이 필요하다고 판단된다. 본 논문에서는 AASHTO LRFD 설계기준 (2007)의 정적 및 동적 차량 충돌해석 기준을 적용하여 U-채널 세그멘탈 콘크리트 교량의 충돌해석을 수행하였다. 정적차량충돌해석의 경우에는 AASHTO LRFD 설계기준 (2007)에서 제시하고 있는 등가정적하중 재하하여 해석을 수행하고, 동적차량충돌의 경우에는 AASHTO LRFD 설계기준 (2007)의 방호벽 충돌실험기준에 근거한 실제 차량을 모델링하여 충돌해석을 통한 안전성 검토를 수행하였다. 검토결과, AASHTO LRFD 설계기준 (2007)을 만족하는 정적 및 동적 충돌하중에 대해 U-채널 교량시스템은 안전성을 확보하고 있는 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.393-400
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• 2014

구조물은 사고 혹은 테러에 의한 공격 등과 같은 차량에 의한 충돌에 노출되어 있으며, 차량 충격이 구조물의 주요 기둥에 발생 할 경우 구조물 전체가 연쇄붕괴로 인하여 붕괴 할 수 있다. 이 연구에서는 차량 충격하중을 받는 강재 기둥과 콘크리트 기초 상부 접합부의 거동 및 보강방법에 관하여 분석하였다. 충돌해석을 위하여 모델링 된 단일 강재 기둥의 크기와 기둥이 받는 축 하중의 양은 일반적인 3층, 6 m길이의 3경간 구조물의 1층에 위치한 기둥으로 가정하였다. 또한 충돌해석에 사용한 8톤 트럭은 미국 NCAC(National Crash Analysis Center)에서 제공한 모델을 사용하였다. 충돌 해석은 상용 유한요소 프로그램인 LS-DYNA를 사용하였으며 차량 충돌해석 해석 결과, 충격하중을 받는 기둥은 기초 상부 앵커볼트 및 접합부 형태에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 한국철도학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.27-33
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• 2000

In this paper, numerically evaluated is the crashworthiness of the new design of the standard Korea Electric Multiple Unit Train(K-EMU)[developed by the Korea Railway Research Institute]. The 4-car consist of K-EMU is analyzed under collision conditions such as normal coupling, heavy shunting, light collision and heavy collision to collide against another stationary one at 5 kph, 10 kph, 25 kph and 32 kph, respectively. Energy absorbing capacity of its draftgear commercially available in the market and to be equipped in K-EMU is evaluated under each collision condition. Analytical results show that draftgear only is not enough to provide necessary energy absorbing capacity. It is therefore concluded that additional energy absorbers like mechanical fuses should be adopted to improve the crashworthiness of K-EMU.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.318-321
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• 2005

Crashworthy design of a train is a systematic approach to ensure the safety of passengers and crews in railway transportation for the prescribed accident scenarios. This approach needs new structural arrangements and designs to absorb higher levels of impact energy in a controlled manner and interior designs to minimize passenger injuries. In this paper, an evaluation method for crashworthiness of Korean tilting train express is introduced. Crush characteristics for each part of tilting train express are evaluated numerically through 3-dimensional shell element analysis with LS-DYNA. Based on a head-on collision and a level crossing collision scenarios, the crash behaviors of tilting train express are evaluated numerically using full-rake collision simulations.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.297-306
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• 2017

국내 고속도로 콘크리트 중앙분리대는 SB5-B(270kJ)의 충돌등급에 저항하도록 설계되어 있다. 그러나 최근 대형 화물차량의 충돌사고가 지속적으로 증가하는 경향을 보이고 있어 SB6(420kJ) 등급으로의 상향이 필요하다. 충돌등급 상향을 위한 새로운 중앙분리대 단면을 제시하기 위해서는 실제 충돌시험을 수행하여 기준 통과여부를 결정하며, 충돌시험 수행을 위한 적정 단면을 제시하기 위해서는 충돌해석을 통해 선정한다. 이러한 충돌해석의 정확도 향상을 위해서는 차량 모델, 콘크리트 단면 열화상태, 콘크리트 피복 두께 등 다양한 변수에 대한 정확한 변수 선정이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 공차 중량, 단면 열화, 콘크리트 피복 두께에 대한 변수연구를 수행하여 충돌저항성능 저감을 확인하였다. 전체 중량뿐만 아닌 공차 중량에 따라 중앙분리대의 충돌저항성능에 차이가 있는 것으로 확인되었으며, 10cm 이하의 콘크리트 피복 두께에서는 충돌저항성능이 민감하게 증가 또는 감소한다. 단면 열화가 발생할 경우 중앙분리대의 충돌저항성능의 감소가 발생하여 열화정도에 따른 보수 및 보강이 이루어져야 하는 것으로 판단된다. 따라서 콘크리트 구조물과 차량의 충돌해석을 수행할 경우 트럭의 공차중량 비율, 콘크리트의 피복두께 및 열화에 대한 영향이 상세하게 고려될 필요가 있음을 확인하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제1권1호
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• pp.1-9
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• 1998

Described in this paper is the result of a study on collision analysis of TGV-K using 1-dimensional model for crashworthy design. Crashworthy design of the front end is very important because majority of the impact energy (more than 70%) is absorbed by the crush of the front end when the train is collided with an obstacle like a tank lorry. Guideline for the crashworthy design can be described from the collision analysis of the whole train using a 1-dimensional model. Since the headstock of TGV-K is not designed in a crashworthy point of view, a conceptual design of the headstock to improve crashworthiness is suggested and evaluated using 1-dimensional collision analysis. The suggested design, which adopts an energy absorber and a crashworthy headstock, shows a good behaviour on the accident scenario of SNCF (collision at 110 km/h against a movable rigid mass of 15 ton).

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 1999년도 추계학술대회 논문집
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• pp.226-233
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• 1999

The crash behaviour analysis of KHST is studied. KHST is modeled in 3D using the multibody dynamic analysis program DADS. The forward and side crash behaviour is predicted by tile dynamic analysis model and compared with those of another dynamic model. This study shot's that it is possible to predict tile crash behaviour of the trains in three dimension.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권2호
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• pp.95-101
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• 2017

본 연구에서는 철도차량의 사고의 유형 중 가장 많이 발생되는 지그재깅 현상에 대해 이론 모델을 정립하여 선두차량의 지그재깅 거동에 대한 운동방정식을 도출하였다. 운동방정식을 풀기 위하여 미분방정식 수치해석법 중 가장 대표적인 Runge-Kutta 4차식을 사용하였고, 휠-레일 인터페이스에 의한 휠의 횡 변위는 운동에너지를 이용하여 추정하였다. 그리고 이론식을 검증하기 위하여 재그재깅 현상에서 가장 변위가 큰 연결기 위치에서의 횡 변위에 대해 시뮬레이션과 이론식을 비교한 결과 비 탈선 충돌조건에서 최대 편차율은 0.8 [%] ~ 4.7 [%] 발생하고, 탈선 충돌조건에서는 탈선이 일어나는 시점에서 차량의 횡 변위를 비교한 결과 최대 편차율이 0.6 [%] ~ 5.1 [%]로 잘 일치하는 것을 확인하였다. 이론식을 사용하여 사고나 현상을 시뮬레이션으로 재현할 때 필요한, 전체적인 거동에 부합하는 차량 간 연결의 초기 off-set량을 예측할 수 있다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 1998년도 추계학술대회 논문집
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• pp.545-552
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• 1998

A study on collision analysis of TGV-K using a 2-dimensional model is described to evaluate its crashworthiness. Two-dimensional analysis gives good information on overriding behaviour and impact forces applied to interconnecting devices such as side buffers, ball & socket joints, hooks, pins, and fingers. Since the headstock of TGV-K is not designed in a crashworthy point of view, its conceptual design fur KHST(Korean High Speed Train), under development, is suggested to improve crashworthiness. The suggested design, which adopts an energy absorber and a crashworthy headstock, is compared with the conventional headstock on dynamic behaviour to the vertical direction under the accident scenario of SNCF (collision at 110km/h against a movable rigid mass of 15 ton). It is concluded that the design modification make little difference in vertical motion. To evaluate validation of the 2-dimensional model, the results fur longitudinal motion is compared with those of 1-dimemsional one. It is found that the two results are in good agreements.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.67-76
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• 2012

In this paper, collision analysis of the full rake for the Next Generation High-speed EMU is conducted using a 3D/1D hybrid model, which combines 3-dimensional (3D) front-end structure of finite element model and 1-dimensional (1D) multi-body dynamics model in order to analyze train collision with a standard 3D deformable obstacle. The crush forces, passengers' accelerations and energy absorptions of a full rake train can be easily obtained through a simulation of a 1D dynamics model composed of nonlinear springs, dampers and masses. Also the obtained simulation results are very similar to those of a 3D model if an overriding behavior does not occur during collision. The standard obstacle in TSI regulation has been changed from a rigid body to a deformable body, and therefore 3D collision simulations should be conducted because their simulation results depends on the front-end structure of a train. According to the obstacle collision analysis of this study, the obstacle collides with the driver's upper structure after overriding over the front-end module. The 3D/1D hybrid model is effective to evaluate a main energy-absorbing module that is frequently changed during design process and reduce the need time of the modeling and analysis when compared to a 3D full car body.