• 대한기계학회논문집A
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• 제37권2호
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• pp.177-185
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• 2013

본 논문에서는 윤중감소를 고려한 이론적 새로운 탈선계수 모델을 제시한다. 본 탈선계수 모델은 열차 충돌 원인 탈선현상을 예측할 수 있는 단일 윤축의 이론적 탈선모델을 바탕으로 도출한다. 현재 국내 탈선규정에서는 플랜지 각이 $60^{\circ}$ 이고 마찰계수가 0.3인 조건을 나달식에 적용하여 탈선계수를 구한 후 안전율을 적용하여 0.8을 규정하고 있으나, 플랜지 각이 변경되면 이론적 설명이 부족하게 된다. 따라서 제시한 탈선계수 이론모델을 이용하여 탈선계수 규정 값 0.8을 이론적으로 접근해본다. 또한 국내탈선규정에서 윤중 감소율을 50%까지 허용하고 있으나 명확한 규정근거를 제시하고 있지 않다. 따라서 윤중 규정 50%감소와 탈선계수 규정 값 0.8과의 상관 관계를 앞서 제시한 탈선계수 이론모델을 이용하여 이론적으로 규명한다. 마지막으로 동역학 시뮬레이션을 이용하여 탈선계수 이론모델의 타당성을 입증한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권10호
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• pp.1207-1218
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• 2013

나달식 등 한쪽 차륜과 레일의 접촉력에 기반한 기존 탈선계수식으로는 열차 주행 시 여러 가지 요인에 의해 발생하는 다양한 유형의 탈선을 이론적으로 예측하기 어렵다. 이를 보완하기 위하여 개발된 단일윤축 탈선계수는 타고오름탈선, 미끄러져오름 탈선, 전복탈선 및 이들의 복합유형 탈선을 잘 예측할 수 있고, 접촉부 마찰계수, 플렌지 각 등 기존의 탈선계수식에서 고려하던 기계적 인자뿐만 아니라 윤중감소/증가, 궤간, 차륜직경, 축상 베어링 위치 등 다양한 탈선영향인자들도 고려할 수 있다. 본 논문에서는 단일윤축 탈선계수식으로 이러한 다양한 탈선영향인자들을 고려하여 기존의 나달식, 바인스톡 식 등으로 구할 수 없었던 탈선현상을 분석한다. 마지막으로 동역학 시뮬레이션을 이용하여 이론적인 단일윤축 탈선계수식 결과들의 타당성을 입증한다.

• 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.

• 문화기술의 융합
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• 제9권4호
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• pp.593-599
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• 2023

곡선부에는 차량-궤도의 하중불균형 등 다양한 요인에 의한 탈선의 위험이 내재 되어있어 도시철도에서는 탈선방지 가드레일을 설치, 운영하고 있다. 앵글형 탈선방지 가드레일은 가드앵글을 포함한 다양한 부품으로 구성되어 탈선을 방지하는 기능을 수행하는데 탈선이 발생하지 않더라도 구성품에서 다양한 손상이 발생하고 있어 지속적인 유지관리가 필요하다. 손상현황을 조사하여 손상 빈도가 높은 앵글형 탈선방지 가드레일의 구성품을 분류하였으며, 다양한 손상의 발생 조건 등을 조사하였다. 또한 손상원인을 공학적으로 분석하고자 정밀 3차원 수치모델을 이용한 수치해석을 수행하였다. 수치해석은 열차의 탈선하중을 해석적으로 모사하고자 정적상태의 극한하중조건으로 적용하였으며, 앵글형 탈선방지 가드레일, 레일, 차륜의 실제도면을 이용하여 모델링하였다. 손상현황조사와 수치해석 결과를 비교 분석하여 구성품의 손상에 대하여 공학적으로 규명하고자 하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.203-210
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• 2011

본 논문에서는 열차 충돌로 발생되는 충격으로 차축에 큰 수직하중 및 수평하중이 부과될 때 플랜지가 레일을 타고 오르는 탈선현상을 예측할 수 있는 단일 윤축의 이론적 탈선 모델을 연구하였다. 철도차량 충돌 시 크게 타고오름(wheel-climbing), 들려오름(lift-up), 전복(roll-over) 등과 이들의 복합유형탈선이 발생할 수 있다. 타고오름 및 복합 유형의 탈선은 세 가지(Climb-over, Climb/roll-over, Roll-over)로 정의할 수 있다. 본 논문에서는 충돌 후 탈선거동을 예측하기 위하여 타고오름 및 복합 유형 탈선에 대한 단일윤축 이론모델을 제안하고, 정의한 세 가지 탈선거동이 발생하기 위한 조건을 제시하였다. 타고오름 및 복합 유형의 탈선거동을 예측하기 위하여 제안된 단일윤축 이론모델의 타당성을 단순플랜지 형상 윤축모델을 사용한 동역학 시뮬레이션을 통하여 검증하고, 타당성을 보인다.

• 한국도시철도학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.411-416
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• 2018

급 곡선상에 분기기를 부설하여 운용하는 것은 일반적으로 열차안전에 바람직하지 않으나, 직선을 확보할 만큼 충분한 공간을 확보할 수 없는 산악지역이나 차량기지에서는 제한적으로 선로 곡선 부에 분기기를 설치하는 때도 있다. 본 연구에서는 급 곡선상 분기기에서 실제로 발생한 열차탈선사고의 원인을 분석하기 위하여 사고가 발생한 위치에서 측정한 선로 데이터와 사고 차량의 데이터들을 이용하여 탈선해석을 수행하였다. 탈선해석결과 곡선 선로의 분기기 시작점에서 탈선계수 값이 최대가 되며 그 크기도 1.37로써 탈선을 유발할 정도로 큰 것으로 나타났으며, 이는 실제 탈선사고가 발생한 현장조사 결과와 일치함을 알 수 있었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제10권5호
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• pp.626-631
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• 2007

열차주행 안전성을 확보하기 위한 기술적 요건을 도출하기 위하여 탈선관련 매개변수들을 분석한다. 윤중횡압 추정식을 이용하여 탈선안전도 향상에 기여하는 매개변수들간의 상호작용을 분석한다. 특히, 도시철도 5호선 전동차의 차량조건 및 선로조건을 이용하여, 추정탈선계수의 영향을 곡선부 형상과 통과속도에 따른 민감도 해석을 수행한다.

• 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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• 제10권5호
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• pp.619-625
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• 2007

본 논문은 인천국제공항철도에서 운행하고 있는 전동차의 동적특성시험을 수행한 결과이다. 인천국제공항철도의 직통형 전동차는 국내 처음으로 120km/h로 주행한 차량으로 탈선계수를 공차와 만차로 구분하여 측정하였다. 탈선계수측정결과 탈선에 대한 안전성을 판단할 때 가장 기본적인 지표로 사용하는 탈선계수는 공차 때가 만차 때보다 높게 나타났으며, 공차와 만차 모두 0.8 미만이었다. 속도에 따른 탈선계수는 80km/h를 전후한 속도 대역으로 운행하는 구간이 선로상태가 좋지 않은 구간으로서 탈선계수도 증가하는 것으로 나타났다. 횡압은 공차 때에는 2.1톤 미만이었으며, 만차 때에는 2.4톤 미만으로 발생하였다. 인천국제공항철도 전동차가 120km/h 주행에서도 안전함을 탈선계수 실측에 의해 확인하였다. 그러나 본 논문에서 적용된 평가방법의 경우 시험방법이 복잡하고, 측정장치 설치의 어려움이 있으며, 비용이 많이 드는 단점이 있었다. 따라서 측정이 간단한 방법으로 영업운전에서도 차량의 안전성을 확인할 수 있는 방안이 연구되어야 할 것이다.

• 한국철도학회논문집
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• 제10권5호
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• pp.492-498
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• 2007

곡선통과 새마을호 열차의 주행안전성을 평가하기 위하여 다물체동력학 해석모델이 사용된다. 이 모델과 ADAMS/Rail 사용하여 탈선계수와 관련된 변수의 변화에 따른 민감도해석이 수행된다. 저속에서 우측차륜의 탈선계수와 윤중감소율이 좌측차륜보다 높으나, 고속의 경우는 좌측차륜이 우측차륜보다 높다. 곡선반경의 감소에 따라 탈선계수와 윤중감소율이 감소된다. 완화곡선의 길이가 증가하면 탈선계수는 증가하나 윤중감소율은 변화가 없다. 캔트가 증가하면 탈선계수와 윤중감소율이 증가한다.