An intensive study was conducted for the crash worthy structural design of the recently developed Korean High Speed Train (KHST). Two main design concepts were set up to protect both crews and passengers from serious injury in heavy collision accidents, and to reduce damage to the train itself in light collision accidents. A collision against a movable 15-ton rigid obstacle at 110 kph was selected from train accident investigations as the accident scenario for the heavy collisions. A train-to-train collision at the relative velocity of 16 kph was used for the light collision. The crashworthiness behaviors of KHST were numerically evaluated using FEM. Analysis results using 1-D collision dynamics model of the full rake consist and 3-D shell element model of the front end structure showed good crashworthy responses in a viewpoint of structural design. Occupant analyses and sled tests demonstrated that KHST performed well enough to protect occupants under the considered accident scenarios. Finally our numerical approaches were evaluated by a real scale collision test.
Coupling systems under train's collision should take the impact by absorbing the impact energy caused from the collision, so the systems are very important parts for the safety of the trains. However, it is not easy to evaluate the performance of the system because it requires a huge testing facility, which is able to control the impact and to handle many safety issues. In this paper, test results are provided, which are obtained from collision tests of a single train having a coupling system in the front, and the results are analyzed in order to understand the characteristics and the dynamic behaviors of energy absorbing materials in the coupling system, such as a hydraulic buffer, and two rubber buffers. The results show that the force of each component could be empirically described by the compression displacement and velocity. The analyzed results will be applied to simulation models, and advanced studies wouuld be available if the simulation models are well validated with the test results.
Design for automatic coupler system of Korean Tilting Train eXpress is described. In order to carry out validation & verification activities for system design, test condition is taken into account at collision speed of 10km/h, which is required in Safety Notice for rolling stock vehicle. The study aims at safety validation between a coupler and car body including design verification for a coupler through the identifying of system design and the evaluating of test results.
Currently in design and manufacturing of railway train overseas markets, criteria for a collision condition between vehicles is noted in design specification. In the event of a train crash, it can be verified by crashworthiness analysis or an actual crash test for car's performance to keep the safety of passengers and to minimize the effect of damaged for vehicles. In this paper, it is described for carbody structure to meet the allowable condition in collision analysis through improvement of shape, position and arrangement for carbody frame. This report describes the shape of end frame for carbody structure and the results of analysis applied to actual cases for overseas.
The railway signalling system plays an essential role in the headway and routing control for a safe and efficient train operation. The reliable and safe operation of the system is very important because the failure of the railway signalling system can lead to the collision, derailment, or unexpected stop of a train. So far, the conventional wayside signal mode (ATS: Automatic Train Stop) has been generally used as the railway signalling system. However, this system is highly linked to a risk of major accidents resulted from human mistakes such as missing a signal or careless control of train speed. Accordingly, the onboard signal mode (ATC: Automatic Train Control) as an alternative of ATS has been recently introduced and applied to transmit effectively the information on speed control of a train by using computers and communication equipment. In the process of replacing the obsolete signal system, it is necessary to switch over the system while providing passengers with normal services. Therefore, the integration of a railway signaling system compatible for both ATS and ATC and its interface is discussed in this study. In particular, the implementation scenario required for operation planning of the integrated system was designed, and the results as well as effects of its applicability test were also presented.
열차제어시스템에서 열차간 추돌을 방지하기 위한 안전간격은 열차의 비상제동에 따른 제동거리를 기반으로 한다. 제동거리 성능평가는 동역학적 해석과 시운전시험을 통한 확인이 있으나 두 방법 모두 차륜과 레일의 점착계수의 약화 등과 같은 조건을 모두 고려할 수 없기 때문에 열차제어시스템의 설계에 활용하기에는 충분하지 않다. 따라서 본 연구에서는 다양한 환경을 고려할 수 있는 몬테카를로 방법을 이용하여 제동성능을 분석하고자 하였다. 제동모델은 비상제동에서 사용하는 공기제동을 기초로 하였으며, 제동압력, 제동효율, 제동 마찰계수, 점착계수, 차량의 질량분포 등을 고려할 수 있도록 모델링하였다. 영향 인자 분포의 변화에 따른 제동성능의 변화를 검토하고 이를 바탕으로 제동장치의 품질 제어를 통해 제동성능은 개선될 수 있음을 확인하였다. 또한, 열차를 구성하는 차량 편성에 따라 제동성능의 변화를 확인하였다. 본 연구의 결과는 향후 열차제어시스템의 안전간격 설계의 기초자료로 활용될 뿐 아니라 철도차량의 제동성능 향상의 근거자료로 활용될 수 있을 것으로 예상된다.
FCEV uses 250 ~ 450 V instead of using 12 V battery. High voltage vehicle can cause electric shock, fire and explosion accident. Therefore, it has potential factors that can cause hazard of safety for users. United states of America and Europe legislate regulations such as ECE R100, FMVSS 305 for regulating electrical safety during driving or after collision. The company manufacturing high voltage components must do advanced R&D about Method for improving and confirming the safety of high voltage. We develop the specific hardware components of high voltage wiring system for the power train system and power supply system of Hyundai Motors FCEV. This paper shows test method of insulative performance for securing the electrical safety of high voltage components such as power cable, connectors and buss-bar, and proposals the guide line value for human safety of FCEV according to the test result of our development components.
Kunlong Tian;Chao Zhao;Yi Zhou;Xingu Zhong;Xiong Peng;Qunyu Yang
Structural Engineering and Mechanics
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제91권1호
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pp.75-86
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2024
In this paper, the porous metal PM-35 is proposed as the filler material of filled thin-walled tubes (FTTs), and a series of experimental study is conducted to investigate the dynamic behavior and energy absorption performance of PM-35 filled thin-walled tubes under impact loading. Firstly, cylinder solid specimens of PM-35 steel are tested to investigate the impact mechanical behavior by using the Split Hopkinson pressure bar set (SHP); Secondly, the filled thin-walled tube specimens with different geometric parameters are designed and tested to investigate the feasibility of PM-35 steel applied in FTTs by the orthogonal test. According to the results of this research, it is concluded that PM-35 steel is with the excellent characteristics of high energy absorption capacity and low yield strength, which make it a potential filler material for FTTs. The micron-sizes pore structure of PM-35 is the main reason for the macroscopic mechanical behavior of PM-35 steel under impact loading, which makes the material to exhibit greater deformation when subjected to external forces and obviously improve the toughness of the material. In addition, PM-35 steel core-filled thin-wall tube has excellent energy absorption ability under high-speed impact, which shows great application potential in the anti-collision structure facilities of high-speed railway and maglev train. The parameter V0 is most sensitive to the energy absorption of FTT specimens under impact loading, and the sensitivity order of different variations to the energy absorption is loading speed V0>D/t>D/L. The loading efficiency of the FTT is affected by its different geometry, which is mainly determined by the sleeve material and the filling material, which are not sensitive to changes in loading speed V0, D/t and D/L parameters.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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