• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.18 no.1
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• pp.609-617
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• 2017

Railways are one of the safest and most important transportation systems in the world. On the other hand, due to the increasing complexity of the railway system and the running distance of rail vehicles, railway accidents occur continuously every year. In particular, in the case of high-speed trains and freight trains, if the function of the axle bearing is lost due to abnormal overheating of the axle box bearing, the load on the axle becomes uneven. Therefore, abnormal overheating in the train axle box bearings can cause serious accidents or derailments. For this purpose, a Hot Box Detector (HBD) was installed in the track side of a high speed line to detect abnormal overheating. This paper proposes an EWMA technique-based axle temperature monitoring method to detect abnormal overheating quickly and efficiently. A statistical design of the proposed method was also performed. The proposed method has better performance compared to the current method in the case of abnormal overheating and the performance is improved by approximately 170% at the maximum.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.36 no.5
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• pp.579-590
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• 2012

Weight reduction of a railway axle, which is one of heaviest parts in an urban railway vehicle, is discussed in this paper. A wheelset of a railway vehicle is very important with regard to railway safety, and its structural strength should always be considered when attempting to reduce the railway axle weight. In this work, the weight of the axles of a trailer bogie and a motor bogie of the Korean EMU was reduced by replacing solid axles with hollow axles. On the basis of the EN standard for railway axle design, the strength of existing solid axles was analyzed and the required bore size of a hollow axle was determined. It is shown that the weight of the concurrent axle of the Korean EMU can be reduced by up to 20% with a very small decrease in the structural strength. Finite element analyses were also carried out to verify the design result for lightweight hollow axles.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.30 no.2
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• pp.116-120
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• 2010

The wheelset, an assembly of wheel and axle, is one of important parts in railway bogie, directly related with the running safety of railway rolling stock. In this investigation, the tensile failure behavior of railway axle materials was investigated. The tensile coupons were prepared from the actual rolling stock parts, which were operated over 20 years. The tensile testing was performed according to the KS guideline. During tensile testing, an infrared camera was employed to monitor temperature changes in specimen as well as demonstrate temperature contour in terms of infrared thermographic images. The thermographic images of tensile specimens showed comparable results with mechanical behavior of tensile materials. In this paper, the failure mode and behavior of railway axle materials were provided with the aid of infrared thermography technique.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.1581-1582
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• 2015

최근 많은 승객을 수공하는 대중 교통시스템의 안전에 대한 중요성이 더욱 대두되고 있으며, 고속화된 철도차량 또한 이를 피해갈 수 없다. 현재 철도차량의 사고 방지를 위해 많은 연구가 이루어 지고 있으며, 차량기지의 검수설비 및 검수시스템이 자동화되어 많이 발전되었다. 그 중 차축 초음파 탐상은 각 차량기지에 설치된 A-Scan 초음파 방식과 Phased Array 초음파 방식의 두가지 방식의 장비를 이용하여 차축 초음파 탐상이 이루어 지고 있다. 본 논문에서는 초음파 방식 중 철도차량 차축 결함 검출을 위한 A-Scan 탐상 방식과 Phased Array 탐상방식에 대하여 비교 분석하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.16 no.8
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• pp.5534-5540
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• 2015

This In the railway signaling system, applications of axle counter in addition to track circuit goes on increasing for detecting train position. Consequently, this paper compares sensor methods of axle counter with between geo-magnetism method and proximity sensor method. And it presents differences and results, to improve reliabilities of train detection and axle counting. Also, this article presents an applied result which is based on field experience, with regard to installation, considering attachment condition of sensor part for accurate axle counting. This study acquires expandability that is able to perform not only axle counting function but also various other functions (direction detection of train, speed detection of train, and so on). It was a result of a change of design in order to judge phase difference of sensors, to improve reliability of axle counting. Furthermore, it does not subordinate to characteristics (type, weight of train). And it is confirmed that the omission of axle counting was not occurred in 350km/h. This was the result of Lab test after the construction of transfer equipment of trial axle and Test Bed for axle counting. Both of them are self-productions. Through this, it prepares foundation which is able to apply not only to train detection but also to speed of passing trains, formation number of trains, detector locking condition - when the train passes the section of switch point, and level crossing devices. Furthermore, it would be judged to contribute safety train operation if proximity sensor method applies to the whole railway signaling system from now on.

• Journal of the korean Society of Automotive Engineers
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• v.5 no.1
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• pp.17-23
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• 1983

현재 생산되고 있는 8 ton 차축(후료)의 강도를 평가하기 위해 strain gauge에 의한 능력측정과 이 제품의 신뢰성 향상을 위한 피로 시험기에 의한 시험 및 특히 용접부분의 결함을 검출하기 위한 비파괴검사법의 적용 등, 제품에 대한 품질보증을 위한 일련의 시험을 한 결과를 보고하 고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.6-6
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• 2017

농용트랙터의 전방차축 현가장치는 노면으로부터 발생하는 진동의 영향을 줄일 수 있기 때문에 트랙터의 대형화, 고속화의 추세에 맞춰서 승차감과 조향감을 향상시키는 데 중요한 역할을 한다. 전방차축의 현가장치는 트랙터의 차체 무게에 의한 부하가 크고, 또한 유압 펌프를 비롯한 유압시스템이 존재하기 때문에 유압식 회로로 구성하는 것이 바람직하다. 하지만, 현가장치의 유압회로를 개발하는데 있어서 실제 시스템을 구성하여 실제 실험을 통한 개발에는 비용과 시간이 많이 필요하다. 본 연구에서는 유압식 전방차축 현가장치에 필요한 유압회로부 개발을 위하여 시뮬레이션 기법과 요인시험 장치를 이용 적정 유압회로를 설계하고자 하였다. 이를 위하여 어큐뮬레이터, 가변 오리피스, 릴리프밸브, 체크밸브 등으로 구성된 유압 현가요인 시험 장치를 설계 제작하였으며, 현가 부품인 실린더 행정, 속도, 전달되는 힘을 측정하고, 유압 해석 프로그램인 SimulationX를 이용 구성된 유압회로 부품에 측정값을 입력하여 실제 조건과 유사한 동특성을 나타내는 전방차축 현가요인 시뮬레이션 모델을 개발하였다. 개발된 시뮬레이션 모델을 이용하여 실제 시험조건과 같은 가진 조건을 부여하여 개발 현가장치의 특성 값 변동에 따른 현가 성능을 구명하였다. 이를 위해 시뮬레이션 상에서 120 마력 트랙터 무게의 50% 수준에 해당하는 2,000 kg의 부하가 존재하는 상태에서 현가장치의 유/무에 따른, 감쇠 계수의 변화에 따른 스프링상 질량의 RMS 가속도를 비교하였다. 입력 가진으로는 1 Hz, 4 Hz, 8 Hz의 진동수에 각각 10 mm, 6.4 mm, 3.2 mm의 진폭을 인가하였다. 시뮬레이션 결과, 1 Hz에서는 현가장치가 있는 경우 최대 55.9% 개선되었고, 4 Hz에서는 최대 3.9 % 개선되었고, 8 Hz에서는 최대 61.4%까지 개선되었다. 이는 4 Hz의 경우에는 2,000 kg의 부하에 해당하는 고유 진동수 대역에 해당하기 때문에 그 감쇠 효과가 없는 것으로 나타났다. 하지만, 다른 주파수 대역에서는 현가장치가 효과적으로 작동하는 것을 나타내었다. 설계한 전방차축 현가 유압회로부를 시뮬레이션을 통하여 분석한 결과, RMS 가속도의 개선이 명확하게 이루어지는 것을 확인하였으며 입력 주파수 변화에 따라 감쇠특성도 나타나는 것을 확인하였다. 추후 연구에는 설계한 유압회로부와 관련 부품을 설계 제작하여 실제 트랙터에 장착 그 성능을 검증할 예정이며, 노면조건에 따라 감쇠성능을 유지하기 위한 반능동형 또는 적응형 현가장치 제어 기술을 적용하여 개선된 현가성능을 확보하기 위한 연구를 수행할 예정이다.

• Journal of the korean Society of Automotive Engineers
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• v.3 no.3
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• pp.1-7
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• 1981

재래적 자동차의 구동계통은 동력원 즉 engine이 앞에 위치하고 뒤에서 미는 순서로 되어 있다. 그러므로 engine 과 차축을 연결하는 이 축(또는 구동계통)은 engine으로 부터의 힘을 차축으로 전달하는 역할을 하며 기본적으로 비틀상태의 반성부재로서 비교적 큰 회전 insertia를 받게 된다. 구동축은 한 개 또는 그 이상의 universal joint와 solid 상태 또는 관으로 된 축으로 조립 되어 있다. 그리하여 축방향의 동작을 통해서 토오크를 전달하고 일정한 각도 또는 변화되는 각도에서 회전운동을 한다. 차축은 차체 spring을 통해서 부쳐져 있으므로 주행중 구동축은 축 방향의 길이의 변화가 있게 되며 따라서 연결돤 각동작이 일어나며 이를 위해서는 universal joint가 필요하게 되며 따라서 전륜구동차에서도 필요하다. 자동차에 적용되고 있는 구동적에는 두가지 기본형이 있는데 torque tube형 구동방법과 hotchkiss형(또는 open driveline형) 구동방 법이다. Torque tube형 구동방식은 근래에는 사라져 가고 있는데 그 주요원인은 구동계통에서 발생되는 소음이 튜브를 통해 증축 전달되며 수리비용이 비교적 큰 때문이다. 이에 비해 open driveline형의 이점은 제조원가가 낮고, 용이하게 제조할 수 있으며, 종량이 경강되며 장착하기 에도 용이한 점들이다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.09a
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• pp.98-105
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• 2008

철도차량 차축의 초음파 탐상은 기존 펄스-에코방식을 사용하여 A-Stan으로 영상화하여 결함평가가 이루어 졌다. 하지만 이 방법은 작업자의 판단에 의존하므로 신뢰성이 멀어졌다. 위상배열 초음파 탐상 검사는 단일 탐촉자에 여러개의 진동자를 배열하여 여러 각도에서 탐상이 가능하므로 차축처럼 종류 및 모양이 다양한 구조물의 탐상에 효과적이다. 또한 C-Scan방식으로 영상화 하므로써 작업자가 결함을 판단하는데 있어서 객관적인 평가방법이다. 이 논문에서는 위상배열 초음파 탐상 검사에 대하여 설명하고 차축결함평가를 위한 자동화된 설비의 논리설계를 분석하고 그 실험의 방법과 결과론 고찰하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.7-7
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• 2017

본 연구는 수확 작업에 따른 농업용 트랙터의 차축 부하 분석을 목적으로 수행되었다. 트랙터의 부하 측정을 위한 부하 계측 시스템은 4개 차축의 토크 측정을 위한 휠 토크미터, 부하 데이터 수집을 위한 데이터 수집장치, 토크미터에 전원을 공급하기 위한 전원공급장치, 트랙터 배터리를 이용하여 노트북 및 전원공급장치에 전원을 공급하기 위한 인버터, 데이터 처리를 위한 노트북으로 구성하였다. 본 연구에서는 부하계측을 수행하기 위해 동양물산(주)의 60 마력급 트랙터 T623을 사용하였다. 부하 분석은 수확 작업에 따른 주행 단수 별 데이터를 이용하여 통계분석을 수행하였다. 수확 작업 시 L2단에서 좌측 전륜에서의 최대, 최소, 평균, 표준편차 토크는 각각 1735.44, 818.36, 1201.38, 175.53 Nm로 나타났으며, 우측 후륜에서는 3685.11, 1971.68, 2981.80, 258.36 Nm로 나타났다. L3단에서 좌측 전륜에서의 최대, 최소, 평균, 표준편차 토크는 각각 1580.94, 701.06, 1007.93, 125.11 Nm로 나타났으며, 우측 후륜에서는 3239.57, 1735.44, 2472.11, 307.85 Nm로 나타났다. 트랙터의 차축 부하는 L2단에서 L3단으로 작업속도가 증가함에 따라 좌측 전륜에서 약 0.83배, 우측 후륜에서 약 0.82배 감소하는 것으로 나타났다. 향후에는 Romax_Designer (Version 17, Romax Technology, UK)을 사용하여 작업 부하에 따른 트랙터 트랜스미션 해석을 하여 트랙터 PTO 최적설계 가능성을 제시할 계획이다. 정격 출력 조건에서 시뮬레이션을 진행하여 트랙터 트랜스미션을 설계하면 안전성을 확보할 수 있지만 최적설계를 위해서는 실제 포장시험 데이터를 이용한 시뮬레이션이 필요하다고 판단된다.