고속도로 통행량 및 주행속도 증가로 인해 중앙분리대 충돌사고가 빈번히 발생하고 있다. 특히 차량의 대형화와 통행 중차량의 증가로 인해 중앙분리대 충돌사고 시 중앙분리대의 방호 성능을 초과하는 사고 역시 증가하는 추세이다. 따라서 고속도로의 안전성을 높이기 위해 고성능 중앙분리대의 개발이 필요하다. 본 논문은 고성능 중앙분리대 설치 필요에 따라 성능개선수준(하중모델) 및 설치위치 제안을 목적으로 하고 있다. 이를 위해 고속도로 중앙분리대 충돌 사고 자료 분석을 통해 고성능 중앙분리대 개발을 위한 성능 개선 수준 SB6등급(충격도 = 420 kJ, 하중: 25 ton, 충돌속도: 80 km/h, 충돌각도: $15^{\circ}$)으로 제안하고 운전자의 운전행태 분석을 통해 개량 및 신설 고성능 중앙분리대 설치 위치를 제안하였다.
콘크리트궤도가 도입됨에 따라 토공노반에서의 잔류침하 억제가 중요한 사안으로 대두되고 있다. 파일슬래브구조는 침하억제공법으로서 슬래브는 성토하중을 분산하고 파일은 분산된 하중을 지지층까지 직접 전달시켜 충분히 지지력을 확보하여 침하를 방지한다. 철도노반에 적용시 하중전달특성은 매우 우수하지만, 주행하중에 대한 진동전달 및 상호작용에 대한 특성이 규명되지 않았다. 구조적 특성상 이동하는 열차하중에 의해 발생한 진동은 슬래브를 반사층으로 하여 상부성토체 내에서 다중반사되어 전파할 가능성이 있는데 이는 열차의 주행안정성과 승차감에 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 파일슬래브가 설치된 철도노반에서 열차 주행에 의해 발생되는 진동에너지의 전파특성을 평가하기 위하여 인공적인 충격하중과 고속열차의 실측하중을 사용하여 노반구조별 진동전파특성을 시간영역 및 주파수 영역에서 해석하였다. 검토 결과, 파일슬래브 구조에서의 진동 반사효과를 확인하였으며, 적정 성토고가 확보되는 경우에는 진동에 안정적이지만 성토고가 낮은 경우에는 저주파 영역의 진동에너지가 증가하는 것으로 나타났다.
By rising the interests of the railroad, It has been required the research about railroad structure. And since 2000, the study about railway bridges caused by steel box railway bridges has been only 0.2%. So I was hard to find out about steel box railway bridges. In this study, I evaluate and analyze 4 types(KTX, Saemaeul, Mugunghwa, Freight) of dynamic caused by train loading, natural frequency and damping ratio, verticality deflection and verticality acceleration, end slope deflection, impact factor for dynamic characteristics analysis. natural frequency was measured 2.45Hz~3.34Hz and damping ratio revealed for 1.26~2.84%. Maximum verticality deflection(4.86mm) was sufficiently satisfied the design criteria(30.1mm), but in the case of verticality acceleration's respond, design criteria BRDM(Bridge Design Manual) & CTRL presentation derive rail limit value 0.35g be more than value 6 time recorded, maximum was measured 0.49g in 3 kinds of train(KTX, Saemaeul, Mugunghwa), except for Freight. Survey impact factor of Experiment bridge was 0.20 which is measured when the KTX(15:04) was driving. impact factor is enough contended with design criteria 0.29 which is presented in domestic railway design criteria and thoroughly guarantee the dynamic stability.
본 연구는 국내에서 차량의 안전주행을 유도하기 위하여 곡선교, 고가차도 등의 포장면에 설치하는 미끄럼방지포장이 강상자형 교량에 미치는 영향을 분석하기 위하여 강상자형 교량에서 현장재하시험과 전산구조해석을 실시, 상호 비교함으로서 강상자형 교량의 동적 응답을 분석하였다. 강상자형 교량의 현장재하시험에서는 미끄럼방지포장전후의 고유진동수와 동적처짐을 측정하였으며 전산구조해석에서는 현장재하시험 교량의 제원을 입력값으로 하여 미끄럼방지포장전후의 동적응답을 해석하여 현장재하시험과 상호 비교 분석하였다. 본 연구는 분석한 자료를 바탕으로 미끄럼방지포장과 같은 도로시설물이 교량의 동적응답에 미치는 영향에 대해 기초자료를 제시하는데 그 목적이 있다.
As a high-speed train enters a tunnel, a compression wave is generated ahead of it due to the piston action of train. The compression waves propagate along the tunnel and reflect at the exit of tunnel. A complex wave phenomenon appears in the tunnel, because of the successive reflections of the pressure waves at the exit and entrance of tunnel. The pressure waves give rise to large pressure transients which impose the fluctuating loads on the running train. It is highly needed that the pressure transients should be predicted to design the train body and to improve the comfortableness of the passengers in the train. In the present study, the pressure transients were calculated numerically for a wide range of train speed and compared with the previous tunnel tests. The calculation results agreed with ones of the tunnel tests, and the mechanism of pressure transients was made clear.
As a high-speed train enters a tunnel, a compression wave is generated ahead of it due to the piston action of train. The compression waves propagate along the tunnel and reflect backward at the exit of tunnel. A complex wave phenomenon appears in the tunnel, because of the successive reflections of the pressure waves at the exit and entrance of tunnel. The pressure waves can give rise to large pressure transients which impose the fluctuating loads on the running train. It is highly needed that the pressure transients should be predicted to design the train body and to improve the comfort for the passengers in the train. In the present study, the pressure transients and aerodynamic drag for two-trains running in a tunnel were calculated numerically for a wide range of train speed, and compared with the results of the previous tunnel tests and calculations for one train. The present calculation results agreed with ones of the tunnel tests, and the mechanism of pressure transients was made clear.
자동차 산업의 발전함에 따라 자동차 승차감 향상이 요구되고 있다. 따라서 자동차의 승차감을 향상시키기 위하여 정상주행중인 자동차의 진동에 대하여 활발하게 연구하고 있다. 본 논문에서는 자동차가 돌기를 통과할 때의 자동차 타이어의 진동특성을 분석하기 위하여 7자 유도계로 가정한 해석모델을 구성하였다. 개발된 타이어에 대한 모델은 수치해석과 실험을 통하여 검증하였다. 수치해석을 통하여 타이어 트레드 고무, 트레드일, 에이펙스 등과 같은 타이어 설계인자에 대한 영향을 파악하였다. 본 연구결과로부터 타이어와 휠의 진동량을 저감시킬 수 있는 타이어 설계인자를 제시하였다.
현재 사용되고 있는 진동감쇠능 Mg-Zr 합금인 K1A는 우수한 진동감쇠능을 갖으나 열악한 기계적 특성과 Zr이 고가이면서 고융점 원소로 합금화가 어렵다는 문제점 때문에 진동테이블, 미사일 유도시스템 및 레코딩 장비 등에 소량만 적용되고 있다. Mg-Ni 합금의 경우Ni가 Mg 용탕 내에 고용되지 않아 우수한 진동감쇠능을 갖으나 Fe, Cu등과 함께 Mg의 부식을 가속시키는 원소로 사용이 제한적일 뿐 아니라 Zr과 마찬가지로 Ni도 고융점 원소로 합금화가 어렵다는 것도 문제점으로 작용하고 있다. Mg-Si 합금의 경우 Si이 극소량만 고용되어 우수한 진동감쇠능을 보이며 Ni과 달리 부식에 영향을 받지 않는 원소이지만 Zr, Ni와 마찬가지로 고가이면서 고융점 원소로 합금화가 어렵다는 문제점이 있다. Mg 용탕에 첨가하게 되면 용탕의 표면에 MgO, CaO 피막을 형성하여 발화현상을 억제할 뿐 아리라 첨가량의 증가에 따라 발화온도를 상승시키는 Ca의 경우 Mg 내에 고용되어 진동감쇠능을 감소시킬 뿐 아니라 유동성 저하 및 열간균열을 야기하는 것으로 나타났다. 그러나 CaO의 경우 Mg내에 고용되지 않고, 가격이 저렴하며 Mg 고유 특성의 변화가 적다. 또한 Ca와 같이 Mg 용탕의 발화를 억제하여 보호가스인 $SF_6$를 사용하지 않아도 된다. 이런 다양한 장점을 갖는 CaO를 첨가한 Mg합금이 진동감쇠능을 유지하면서 기계적 특성이 향상된다면 주행 시 안전성 및 정음성이 요구되는 수송기기 분야와 외부충격으로부터 데이터 보호가 필수적인 휴대용 전자정보통신기기 분야에서 적용이 증가할 전망이며 이에 따라 이 분야에 대한 지속적인 연구와 투자가 이루어져야 할 것이다.
By rising the interests of the railroad, It has been required the research about railroad structure. And since 2000, the study about railway bridges caused by steel box railway bridges has been only 0.2 %. So I was hard to find out about steel box railway bridges. In this study, I evaluate and analyze 4 types(KTX, Saemaeul, Mugunghwa, Freight) of dynamic caused by train loading, natural frequency and damping ratio, verticality deflection and verticality acceleration, end slope deflection, impact factor for dynamic characteristics analysis. natural frequency was measured 2.45 Hz~3.34 Hz and damping ratio revealed for 1.26~2.84 %. Maximum verticality deflection(4.86 mm) was sufficiently satisfied the design criteria(30.1 mm), but in the case of verticality acceleration's respond, design criteria BRDM(bridge design manual) & CTRL presentation derive rail limit value 0.35 g be more than value 6 time recorded, maximum was measured 0.49 g in 3 kinds of train(KTX, Saemaeul, Mugunghwa), except for Freight. Survey impact factor of Experiment bridge was 0.20 which is measured when the KTX(15:04) was driving. impact factor is enough contended with design criteria 0.29 which is presented in domestic railway design criteria and thoroughly guarantee the dynamic stability.
최근 고층건물의 방진시스템 및 자동차의 현가장치 분야에 MR 유체를 이용한 반능동 진동제어에 관한 연구가 활발히 진행되면서 MR 유체의 밸브모드 특성을 이용한 선형 MR 댐퍼가 널리 사용되고 있다. 그러나 전단모드를 이용한 회전형 MR 댐퍼에 관한 연구는 초기단계에 머물고 있다. 본 연구에서는, 주행로봇의 무한회전형 액츄에이터용 회전형 댐퍼의 진동제어에 관한 연구를 수행하였으며, 퍼지 로직을 기반으로 한 회전형 MR 댐퍼용 진동제어 알고리즘을 제안하였다. 퍼지제어기의 입출력 이득과 멤버쉽 함수의 모양은 유전자 알고리즘을 이용하여 조정하였다. 시뮬레이션 결과는 MR 댐퍼에 충격력이 가해질 때 퍼지 스카이-훅 제어의 제어성능을 보여준다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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