• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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• pp.657-662
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• 2004

The weight reduction of carbody structures is of great concern in developing high speed tilting train for the normal operation of tilting system. The use of composite materials for the carbody structures has many advantages due to their excellent material properties such as high specific strength and stiffness. In this paper, finite clement analysis was conducted to analysis and design the composite structure of Tilting Train eXpress(TTX). According to JIS E 7105, various load tests were performed using finite element analysis and the structural safety of the composite carbody structure was inspected to determine the thickness of the composite sandwich structure. In addition, structural analysis was conducted to suggest a design of the joint part of composite carbody and metal underframe.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2005년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.207-211
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• 2005

The Korean Tilting Train eXpress (TTX) with service speed of 180km/h have been developing using hybrid design concept combined with a sandwich composite structure for the carbody and stainless steel structure for the underframe to match the challenging demands with respect to cost efficient lightweight design for railway carriage structures. The sandwich composite structure was used to minimize the weight of the carbody, while the metal underframe was used to modify the design easily and to keep the strength of underframe for the installation of the electrical equipments. The sandwich composite structure was 23 meters long, 3 meters wide and 2.7 meters high, and cured as one body in a large autoclave equipment with the length of 30 meters and the diameter of 5 meters. The joint part between the carbody structure made of sandwich composites and the metal underframe was joined by the proposed design.

• 대한기계학회논문집A
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• 제28권6호
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• pp.807-815
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• 2004

In order to evaluate the static stability of hybrid carbody structures of Korean Tilting Train eXpress(TTX) caused by degradation of composites under ground environments, T300/AD6005 graphite/epoxy composite specimens were exposed to accelerated environmental conditions including ultraviolet radiation, temperature and moisture fer 2000 hours. It was found that the stiffness and strength of composites after aging were lower than those of unexposed specimens, and decreased as the aging time increases. The values of the degraded properties were used in the static analysis to check the static stability of hybrid carbody structures caused by environmental degradation of composites. The results shown that the structural stability of hybrid carbody structures was affected by the degradation of composites after exposure to accelerated aging environments.

• Composites Research
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• 제18권6호
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• pp.19-25
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• 2005

본 논문에서는 하이브리드 복합재 틸팅차량 차체에 대한 시험적 연구를 수행하였다. 시험에 적용된 하이브리드 복합재 틸팅차량 차체는 길이가 23m이며 40mm두께의 알루미늄 하니콤 코어와 2mm의 직조된 탄소/에폭시 면재로 구성된 샌드위치 구조물이다. 하이브리드 복합재 틸팅차량 차체의 구조적 거동과 안전성을 규명하기 위해 수직하중- 차단압축하중, 비틀림하중 및 3점지지 하중조건하에서 정적인 하중시험을 수행하였다. 시험은 JIS E 7105규격에 근거하여 수행되었다. 시험을 통해 수직하중하에서 최대처짐은 최대 12.3mm이며 굽힘강성은 $0.81\times10^{14}\;kgf{\cdot}mm^2$로 도시철도차량성능기준을 만족하고 있었다. 또한 강도 측면에서도 탄소/에폭시 면재의 파단변형률의 $20\%$ 이내로 안전도를 만족하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제3권2호
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• pp.92-99
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• 2000

Composites are very useful material for light train carbody due to its high specific strength and lightweight characteristics. The composites, called 3-D board, are developed with a special stitching method. In this process, the glass fiber fabrics of skin material and foam core material are stitched together with glass fiber thread. The glass thread in Z-axis turns into FRP form. The conventional delamination problem can be solved with 3-D sandwich structure. In addition, with the lower density of foam, the weight of the panel and the operation expenses can be highly reduced. To evaluate the usefulness of the 3-D board, the double-deck light train carbody is studied. The stress analyses are carried out under various loads and boundary conditions with FEM Code, ANSYS. On comparing with the aluminum carbody, 3-D board carbody can be reduced by about 2 ton for the total weight of carbody.

• Composites Research
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• 제21권4호
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• pp.1-6
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• 2008

본 논문에서는 탄소/에폭시 면재와 알루미늄 허니콤 심재를 갖는 바디와 스테인레스 언더프레임을 갖는 철도차량 차체에 대한 화재안전성평가 시험을 수행하였다. 이를 위해 실규모 차체를 제작하고 이를 이용하여 시험을 수행하였다. 시험에 적용된 차체는 내장재가 포함되지 않은 차체와 내장재를 포함을 차체 두가지를 이용하였으며 시험조건은 대구지하철 화재사고 시나리오에 근거하여 설정하였다. 시험결과 차체 및 내장재 표면의 최대온도는 각각의 발화온도에 미치지 못함을 확인하였고, 차체 내부에 화염전파도 발생하지 않았다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2004년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.193-197
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• 2004

In development of a composite carbody tilting train, the structural safety is especially emphasized on the joint part between composite carbody and metal underfame because it is directly related to the safety of passengers. In this paper, detailed structural analysis including bending and compression was performed for the proposed designs of the joint part, so stress distribution and maximum deflection were obtained and compared to each other. Based on the results of initial designs, modified ones were suggested and the same analysis procedure as before was followed, through which we could confirm the excellence of new design.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권9호
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• pp.1099-1107
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• 2013

본 연구에서는 알루미늄 압출재로 구성된 한국형 표준전동차모델(K-EMU)의 차체를 대상으로 치수 최적설계와 구조체 소재 변경을 통한 경량화방안에 대해 연구하였다. 우선 K-EMU 차체의 하부구조, 측벽구조, 단부구조의 부재별 두께를 현재의 압출가능 두께를 적용하여 치수 최적화 기법으로 약 14.8% 경량화 하였다. 그리고 치수최적설계 된 K-EMU 차체에 유지보수성이 좋은 고장력강(SMA570)재질의 프레임타입 하부구조를 적용하여 초기 K-EMU 차체대비 약 3.8% 경량화 된 하이브리드 차체를 도출하였다. 마지막으로 샌드위치 복합재를 하부구조와 지붕구조에 적용하여 초기 K-EMU 차체대비 약 30% 경량화 된 초경량 하이브리드 차체를 도출하였다. 도출된 차체 모델들은 모두 전동차 구조체 하중시험법을 만족하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권10호
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• pp.1093-1100
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• 2014

본 논문의 목적은 알루미늄 압출재와 샌드위치 복합재를 사용한 초고속 자기부상 열차의 하이브리드 차체 경량화 설계를 제안하는 것이다. 샌드위치 복합재는 무게 감소를 위해 2차 부재인 루프에 적용되었다. 용접에 의한 샌드위치 복합재 루프와 알루미늄 압출재 사이드 프레임과 접합시키기 위해 샌드위치 복합재 네 옆면에 가이드 알루미늄 프레임을 갖도록 고안하였다. 가이드 알루미늄 프레임의 체결력은 3점 굽힘 시험을 통해 검증하였으며, 차체의 구조 안전성 및 충돌 안전도는 상용 유한요소해석프로그램을 이용하여 철도안전법에 따라 평가하고 검증하였다. 연구결과, 알루미늄 압출재와 샌드위치 복합재로 이루어진 하이브리드 차체는 알루미늄 압출재로만 이루어진 차체에 비해 무게 절감 효과와 향상된 구조 성능을 얻을 수 있다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2005년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.247-250
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• 2005

This study has evaluated the analysis results for the under structure of Korean tilting train(TTX). TTX has many equipments which are attached below the composite carbody. Loads due to equipments on the under structure are very complex and various types as operating condition. So applied loads are considered weight of equipments and acceleration. From the analysis, the structural safety of under structure was assessed.