• 문화기술의 융합
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• 제8권5호
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• pp.547-552
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• 2022

본 연구에서는 궤도틀림이 차륜-레일 상호작용력에 미치는 영향을 분석하고 이를 바탕으로 궤도틀림을 관리할 수 있는 하중기반의 궤도틀림 분석기법을 제안하였다. 도시철도 침목플로팅궤도와 직결도상 접속구간에서 발생된 고저틀림 측정결과를 이용하여 고저틀림이 차륜-레일 상호작용력(동적윤중)과 레일의 진동가속도에 미치는 영향을 해석적으로 분석하였다. 직결궤도 총 4개소를 대상으로 부분적으로 직결궤도를 포함한 침목플로팅궤도 구간과 전, 후 인접 침목플로팅궤도 구간으로 구분하여 고저틀림을 비교, 분석하였다. 분석결과, 직결궤도를 포함한 구간이 침목플로팅궤도 보다 궤도틀림이 크게 나타났다. 고저틀림 데이터를 적용한 차륜-레일 상호작용력 분석결과, 거리에 비해 상대 변위차가 큰 구간에서 차륜-레일 상호작용력과 레일가속도가 증가하는 것으로 분석되었다. 반면 고저틀림 데이터의주기와 틀림량(변위)이 일정한 구간의 경우 차륜-레일 상호작용력과 레일가속도가 상대적으로 작게 나타났다. 따라서고저틀림의 주기가 짧고 상대변위차가 클수록 차륜-레일 상호작용력 측면에서 불리한 것으로 분석되었다. 본 연구에서는 궤도틀림 측정데이터를 이용한 차륜-레일 상호작용 해석을 통해 차륜-레일의 상호작용력을 바탕으로한 하중기반의 궤도틀림 분석기법 적용방안을 제시하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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• pp.176-176
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• 2004

21세기 고속철도시대에 진입하면서 차량고속화에 수반하여 주행안전성 면에서 빼놓을 수 없는 문제로 가장 중요한 탈선의 현상이 있다. 철도에 있어서 탈선은 대형사고로 직결되기 때문에 결코 쉽게 간과할 수 없는 부분이며, 철도가 다른 교통수단에 비해 상대적인 장점으로 내세울 수 있는 안전성을 확보하기 위하여 반드시 차륜과 레일 사이에서 발생하는 상호 작용력을 측정하여 탈선가능성을 평가하여야만 한다.(중략)

• 한국철도학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.234-240
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• 2017

레일표면 품질지수(QI: Quality Index)가 동적 궤도작용력에 미치는 영향을 알아보기 위하여 현장측정을 통해 레일연마횟수(Pass)에 따른 레일표면 품질지수의 변화를 분석하였다. 이론식에 근거하여 레일표면 품질지수에 영향을 미치는 매개변수인 열차속도에 따른 상관관계를 분석하였다. 레일연마횟수에 따른 레일표면 품질지수가 동적 궤도작용력에 미치는 영향을 분석한 결과, 레일표면 품질지수는 레일연마가 진행됨에 따라 감소하고 동적 궤도작용력 역시 일정 비율로 감소하는 것으로 분석되었으며, 고속주행 시 레일표면 품질지수에 따라 동적 궤도작용력은 크게 증가하는 것으로 분석되었다. 즉, 레일연마는 레일표면 품질지수를 일정비율로 감소시킬 수 있고, 궤도시스템 전반에 영향을 미치는 동적 궤도상호작용력을 저감 시킬 수 있는 것으로 분석되어 효율적인 레일표면관리를 위해서는 운행 노선의 열차속도를 감안한 레일표면 품질지수의 관리가 필요한 것으로 분석되었다.

• 전산구조공학
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• 제7권2호
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• pp.77-87
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• 1994

본 논문에서는, 고속철도용 슬래브 궤도의 동특성을 파악하여 소음.진동 대책을 마련하기 위한 기초자료를 제시하기 위해 차륜과 레일의 상호작용을 고려한 슬래브 궤도의 진동해석을 수행하였다. 해석시 열차의 스프링아래 질량은 Hertzian스프링을 통해 레일과 접촉하는 것으로 가정하였으며, 궤도는 2중 탄성지지보로 모델링 하였다. 연구결과 궤도지지계의 탄성, 질량 및 강성 등을 적절히 조절하므로서 궤도에 발생하는 진동 및 하부구조물로 전달되는 분포력을 감소시킬 수 있음을 알 수 있었다.

• 소음진동
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• 제8권4호
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• pp.616-622
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• 1998

An analytical method has been developed to estimate the dynamic contact force between wheel and rail when trains are running on rail with vertical irregularities. In this method, the effect of Hertzian deformation at the contact point is considered as a linearized spring and the wheel is considered as an sprung mass. The rail is modelled as a discretely-supported Timoshenko beam, and the periodic structure theory was adopted to obtain the driving-point receptance. As an example, the dynamic contact force for a typical wheel/rail system was analysed by the method developed in this research and the dynamic characteristics of the system was also discussed. It is revealed that discretely-supported Timoshenko beam model should be used instead of the previously used continuously-supported model or discretelysupported Euler beam model, for the frequency range above several hundred hertz.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.363-364
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• 2006

The important factor to evaluate the running safety of a railway vehicle would be the interaction force between wheel and rail(derailment coefficient), for which is one of important factors to check the running safety of a railway vehicle that may cause a tragic accident. In this paper, when interaction force between wheel and rail happens to wheel-set of tilting vehicles, it analyzes stress distribution and verified safety.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.345-355
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• 2007

장대레일은 동절기에 기온하강으로 인한 인장력을 발생하는데 중위온도 이하로 떨어져 파단이 발생되면 인장파단과 레일 간에 틈이 발생되며 이를 개구부라 한다. 이 개구부를 차륜이 통과하면 충격하중이 발생하며, 큰 손실이 발생할 수 있는 열차탈선이 발생할 수 있다. 본 연구에서는 동적해석을 위해 개구부를 가진 궤도와 차량의 상호작용을 고려한 동적해석모델을 제안하였다. 궤도와 차량의 선형시스템은 비선형 헤르찌안 접촉 스프링에 의해 연성되었으며 전체 궤도-차량 시스템 운동방정식을 정식화하였다. 그리고 개구부에서의 상호작용 현상을 고려하여 궤도 불균일부의 함수를 정의하고 개구부에서의 전후방 레일 사이의 개구량을 고려하였다. 비선형 방정식을 풀기위해 동적해석은 수정된 Newton-Raphson 방법에 근거한 Newmark - $\beta$ 방법에 의해 수행되었다. 그리고 차량속도, 개구량, 레일지지강성에 따른 매개변수를 조건으로 수치해석을 수행하였다.

• 소음진동
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• 제10권3호
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• pp.444-450
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• 2000

Wheel-rail noise is normally classified into three catagories : rolling impact and squeal noise. In this paper rolling noise caused by the irregularity between a wheel and a rail is analysed as follows: The irregularity between the wheel and the rail is assumed as linear superposition of sinusoidal profiles. Wheel-rail contact stiffness is linearized by using Hertzian contact theory and then contact force between the wheel and the rail is calculated. vibration of the rail and the wheel is calculated theoretically by receptance method or FEM depending on the geometry of the wheel or the rail for the frequency range of 100-500 Hz important for noise generation. The radiation noise caused by those vibration response is computed by BEM To verify this analysis tools rolling noise is calculated by proposed analysis steps using typical roughness data and these results are compared with experimental rolling noise data. This analysis tools show reasonable results and finally used for the prediction of the Korean high speed train rolling noise.

• 한국철도학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.162-171
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• 2012

본 연구에서는 곡선부를 주행하는 틸팅열차와 궤도와의 동적상호작용을 고려한 동적해석을 수행하기 위한 해석기법을 제시하였다. 본 연구에서는 3차원 차량요소를 이용하여 틸팅열차를 모형화하였으며, 틸팅열차의 곡선부 주행시 차량의 주행방향이 크게 변화하는 상황에서 주행속도 및 원곡선 반경에 상응하는 원심력의 표현, 선로의 캔트량, 차륜-레일의 접촉각 및 열차의 틸팅각 등을 고려한 동적상호작용해석 방법을 제안하였다. 제안된 해석방법은 기본적인 검증예제들에서 만족할만한 결과를 보여주었으며, 실제적인 문제에 적용이 가능할 것으로 기대된다.

• 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.