• 제목/요약/키워드: 차륜-레일간 접촉

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구름접촉피로시험을 통한 고속철도 레일연마량 분석 (Analysis for Optimal Rail Grinding Amount by Rolling Contact Fatigue Test in High Speed Railway)

  • 성덕룡;장기성;박용걸
    • 한국철도학회논문집
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    • 제15권2호
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    • pp.141-146
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    • 2012
  • 차륜과 레일의 반복적인 구름접촉은 레일 표면결함을 유발하고, 레일 표면결함은 충격하중을 유발하여 소음 진동, 레일파단, 궤도파괴로 이어지고 심할 경우 열차사고(탈선)를 발생할 수 있다. 이러한 레일 표면결함을 제어하기 위한 방법으로 레일연마가 시행되고 있다. 본 연구는 KTX차륜과 UIC레일에서 발생하는 최대 접촉압력을 유한요소해석을 통해 산정하였고, 일반레일 및 열처리레일에 대한 구름접촉피로시험을 수행하여 접촉압력 및 반복횟수에 따른 레일표면 경화층 형성 경향을 분석하였으며, 누적통과톤수에 따라 고속철도 레일에서 발생하는 표면 경화층을 제거하여 건전한 레일표면을 유지하기 위해 0.2mm/2천만톤의 적정 레일연마량을 제안하였다.

고속열차 주행 시 동적하중을 받는 철도구조물의 진동 특성 (Dynamic Characteristics of Railway Structures under High-Speed Train Loading)

  • 이인규;김재민
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제33권2호
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    • pp.121-128
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    • 2020
  • 본 논문에서는 고속열차-차륜-레일-지반부의 상호작용에 따른 지반부의 변위장과 가속도장의 분포양상을 연구하고자 하였다. 이를 위해 고속열차 주행을 실제 차륜으로 모형하여 차륜-레일간의 연직접촉과 사행동에 의한 횡접촉을 모사하고, 이동질량해석을 근간으로 하였다. 이 때 지반부는 Modified Drucker-Prager 모델을 이용하여 상면 지반부의 비선형 거동을 부여하고 이에 따른 변위, 가속도의 변화를 탄성지반의 거동과 비탄성지반의 거동을 상호 비교하였다. 이를 통해, 실제 지반거동과 가까운 변위와 가속도 범위를 예측하고자 하였다. 이 때 지반부의 von-Mises응력과 등가소성변형도를 검토하고, 각 파괴면에서의 등가소성변형도, 전체 체적변형도 등을 검토하였다. 이동질량을 이용한 차륜-레일 접촉부의 수직응력, 횡압, 종방향 구속압 등의 시간이력에 따른 응력변화도 검토하였다. 비선형 지반모델의 경우 탄성 지반모델에 비해 열차 주행에 따른 변위 차이는 크지 않는 반면에 가속도의 경우는 큰 감소를 발생시키는 것으로 나타났다.

차륜/레일 접촉에 의한 차륜의 잔류응력 평가 (Evaluation of Residual Stress of railway wheel by rolling contact)

  • 서정원;구병춘;정흥채
    • 한국철도학회논문집
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    • 제6권2호
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    • pp.142-148
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    • 2003
  • A wheel and axle failure can cause a derailment with its attendant loss of life and property. The service conditions of railway vehicles have become severe in recent years due to a general increase in operating speeds. Damages of railway wheel are a spatting by wheel/rail contact and thermal crack by braking heat etc. One of the main source of damage is a residual stress. therefore it is important to evaluate exactly. A Residual stress of wheel is formed at the process of heat treatment when manufacturing. it is changed by contact stress developed by wheel/rail contact. Distributions of residual stress vary according to a magnitude of wheel load, a magnitude of friction when acceleration and deceleration. The objective of this paper is to estimate the influence of wheel motion on the residual stress distribution in the vicinity of the running surface.

차륜/레일간의 접촉력 계산을 위한 접촉점 해석 알고리즘 (Contact Point Analysis for Wheel/Rail Contact Force Calculation)

  • 박정훈;임진수;황요하;김창호
    • 한국철도학회논문집
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    • 제2권3호
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    • pp.1-8
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    • 1999
  • In this paper, descibed was the derived algorithm for calculating contact point between wheel and rail and the developed method for rail modeling. The proposed methods use travelling distance to represent rail center line position vector and rail orientation with respect to Newtonian reference frame. The methods call be easily used ill multibody dynamic analysis. Two numerical examples are shown to verify the validity of the proposed methods.

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1차원 빔요소를 활용한 차축 변형고려 차륜-레일 접촉해석 (Wheel-Rail Contact Analysis Considering Axle Deformation Using a One-Dimensional Beam Element)

  • 최하영;이동형;권석진;서정원
    • 한국기계가공학회지
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    • 제16권6호
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    • pp.139-145
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    • 2017
  • It is necessary to analyze the exact contact position and contact stress of the wheel-rail in order to predict damage to the wheel and rail. This study presents a wheel-rail contact analysis model that considers the deformation of the axle. When a wheel-rail contact analysis is performed using a full three-dimensional model of the wheelset and rail, the analytical model becomes very inefficient due to the increase in analysis time and cost. Therefore, modeling the element-coupling model of the wheel and rail as a three-dimensional element and the axle as a one-dimensional element is proposed. The wheel-rail contact characteristics in the proposed analysis model for straight and curved lines were analyzed and compared with the conventional three-dimensional analysis model. Considering the accuracy of the analysis results and time, the result shows that the proposed analytical model has almost the same accuracy as a full three-dimensional model, but the computational effort is significantly reduced.

축소 조향대차의 장애물 검지시스템 구축 (Construction of the Obstacle Detection Systems for a Scaled Steering Bogie)

  • 김민수;허현무
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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    • pp.1757_1758
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    • 2009
  • 본 논문에서는 철도차량의 능동조향시스템 연구를 위한 축소 조향대차의 장애물 검지시스템 구축에 대여 연구하였다. 철도차량에서 능동조향이란 곡선부 주행 시 차륜/레일 접촉에 의한 승차감 저하 및 차륜/레일의 마모와 소음을 줄이고, 고속주행을 위한 조향성능 및 주행안정성을 확보하기 위한 휠셋의 제어기술이다. 따라서 논문에서는 조향제어전략 및 제어기법을 연구하기 위한 축소 차량모델(견인대차와 조향대차로 구성)의 개발과정으로서 자동운전을 위한 장애물 검지시스템에 대한 연구를 수행하였으며 주행실험을 통해 그 성능을 검증하였다.

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