• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.18-24
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• 2010

철도차량의 동특성 해석을 위한 기존의 연구는 대부분 2차원 접촉해석에 근거한 근사해법에 의존해 왔다. 최근에 휠-접촉해석에 대한 정확한 해를 구하기 위해 3차원적 접근방법이 제시되고 있지만, 계산시간의 과다로 인해 실제 시뮬레이션 적용에는 효과적이지 못했다. 본 연구의 주요 관점은 효율적인 3차원 휠-레일 접촉 해석을 통해 휠-레일 접촉력을 계산하여 철도차량의 동특성 해석의 새로운 방법을 제시하고자 하는 것이다. 이를 통해, 3차원 휠-레일 접촉해석 및 휠셋의 동적 계산식이 제시된다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.1851-1855
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• 2011

휠-레일 접촉해석의 정밀도는 휠과 레일의 접촉 위치 분석 방법 및 접촉력 계산 방법에 따라 결정된다. 휠과 레일의 형상을 2차원 곡선접촉으로 가정하여 휠-레일 접촉 위치를 찾는 방법은 계산시간이 짧은 장점이 있지만 3차원 곡면으로 가정한 경우에 비해 근사화된 해를 가지는 단점이 있다. 본 연구에서는 2차원 곡선접촉 해석에 기인한 방법과 3차원 곡면으로 가정한 방법에 대한 휠셋의 동특성 해석 결과을 비교하고자 한다. 곡선 주행시 휠셋 중심에 대해 요 각도 및 횡변위 등의 해석결과를 비교하고자 한다.

• 한국철도학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.363-373
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• 2015

본 논문은 휠-레일 사이의 접촉메카니즘을 이용하여 휠과 레일 사이의 분리를 허용하고, 횡 방향으로의 플랜지 접촉을 허용하는 비선형 동적 상호작용 해석법을 제시하는데 그 목적이 있다. 먼저 휠-레일 사이의 상호작용력을 압축스프링으로 이상화한 스프링 모델과 휠-레일 사이가 항상 접촉하고 있다는 가정하에 적용되는 non-jump모델에 대해 간략히 소개한 후 접촉메카니즘을 이용한 비선형 접촉모델에 대해 기술한다. 위 3가지 모델에 대한 수치해석 결과를 비교하기 위하여, 단순보 위를 지나가는 KTX열차에 대해 휠-레일 사이의 상호작용력을 각각 적용하여 동적 응답을 비교 분석하였다. 또한 특정 조건하에 플랜지 접촉을 강제 발생시켜 횡방향 응답의 변화를 살펴보았다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.119-125
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• 2016

본 논문에서는 기존 휠-레일 고속열차에 자기부상열차의 추진방법을 적용한 하이브리드 방식의 고속열차의 주행 동특성에 대해서 연구하였다. 초전도 선형동기전동기를 추진 동력으로 하는 휠-레일 방식의 고속열차는 강력한 추진력을 지니면서도 자기부상열차에 비해 기존 선로와의 호환성 및 경제성 측면에서 유리할 것으로 예상된다. 본 논문에서는 초전도 선형동기전동기를 기존의 휠-레일 고속철도에 적용하는 두 가지 방안에 대해서, 초전도 선형동기전동기 추진이 휠-레일 고속열차의 동특성에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 초전도 선형동기전동기의 회전자와 고정자의 상호 작용을 검토하고 이를 포함한 차량의 동특성 모델을 구축하였다. 구축된 모델을 이용한 시뮬레이션을 통해 초전도 선형동기전동기의 회전자와 고정자의 상호 작용이 주행 중 고속 안정성, 승차감 및 가이드웨이 불규칙도에 미는 영향을 분석하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.16-22
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• 2010

다양한 철도차량 동역학 해석 프로그램들은 장단점을 가지고 있다. 이러한 프로그램들은 가선계를 표현할 수 있는 대변형체를 나타낼 수 없는 한계를 가지고 있다. 본 연구에서는 철도차량의 동역학 해석을 할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 이 프로그램은 강체, 유연체, 대변형체에 대한 해석을 수행하고 상용프로그램과의 비교를 통하여 신뢰성을 확보하였다. 또한 가선계를 대변형체로 고려하였고, 강체와 대변형체를 연결하는 미끄럼 조인트를 추가하였다. 여기에 휠-레일 접촉모듈을 추가하여 철도차량의 동역학 해석이 가능한 프로그램을 개발하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.1718-1719
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• 2008

본 논문에서는 철도차량의 능동조향을 위한 고전 PI 제어기 및 퍼지 제어기를 설계하여 그 성능을 서로 비교하였다. 철도차량에서 능동조향은 곡선부 주행 시 발생되는 승차감 저하 및 차륜/레일의 마모와 소음을 줄이고, 고속주행을 위한 조향성능 및 주행안정성을 확보하기 위한 제어기술이다. 논문에서는 차량 1량을 모델로 하여 측정된 휠-레일의 횡변위(Lateral Displacement) 정보를 토대로 휠의 요모멘트를 제어하는 전략을 사용하여 제어기를 설계하였으며, 시뮬레이션을 통해 제어기 응답 특성을 비교하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.43-52
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• 2010

In this study, the shapes of the wheel and rail are represented by using 3-dimensional surface functions with surface parameters and a 3-dimensional wheel-rail contact analysis is presented. A whole numerical solution of wheel-rail contact at tread and flange including 2-point contacts can be achieved with the proposed numerical algorithm. Kinematic characteristics such as variances of vertical displacement and roll angle, and variance of wheel radius difference for arbitrary yaw and lateral displacement of wheelset, are determined for the KTX wheel-rail pair as an example. The condition of yaw and lateral displacement occurring 2-point contacts to analyze derailment are compared between standard and worn wheels. Differences of contact characteristics between curved and straight rails are also analyzed.

• 한국철도학회논문집
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• 제7권3호
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• pp.186-192
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• 2004

Using the finite element method, rail-wheel contact model has been analyzed for mechanical loads due to passengers and payload of the train. This paper presents an investigation on how tapered wheel and inclined rail surfaces affect the contact stress and displacement of rail-wheel contacting surface under mechanical loads. For a numerical analysis, the tapered faces of the wheel are considered as 2.5% and 5.5%. And two models of the tilted rail are also considered as 40：1 and 20：1 at the bottom of the rail. The computed results based on the contact stress and displacement FE analysis indicate that the tilting ratio of the rail, 20：1 with a tapered face of the wheel, 2.5% may be more stable compared to that of 40：1 tilting model and 5.5% tapered wheel face.

• 공업화학전망
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• 제23권4호
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• pp.20-29
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• 2020

최근 미세먼지가 사회적 이슈가 됨에 따라 지하철 시스템의 공기 질에도 많은 관심이 쏠리고 있다. 지하철 미세먼지는 지상과 달리 폐쇄적인 환경이라는 특징이 있는데, 이로 인해 발생 및 유입된 미세먼지는 지하철 시스템에 축적된다. 지하철 미세먼지의 대부분을 차지하는 미세마모입자들은 철 성분을 주축으로 다양한 중금속 성분을 포함하므로 인체에 해롭다. 본 기고문에서는 이러한 지하철 미세먼지 및 미세마모입자에 대한 기본 지식과 미세마모입자의 주된 발생원인 휠-레일 접촉 미세먼지발생 연구에 대해 소개하고자 한다. 연구 결과들은 지하철 공기 질 향상을 위해 미세마모입자 발생 저감에 기여할 것으로 기대된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권5호
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• pp.1238-1245
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• 2000

One of the main causes of severe wear or crack initiation in wheel and rail is the contact stress due to wheel-rail contact. First, we obtain contact stress due to the rail mounting slope using the finite element method. Second, the shape design based on more reasonable contact stress analysis rather th~n a general Hertzian contact theory is investigated in order to reduce the contact stress. The optimum -design is performed using the simple 2-D finite element model and its results are verified by 311) finite element analysis.