• 한국지반공학회논문집
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• 제34권9호
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• pp.33-42
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• 2018

야지궤도차량 구동 시 무한궤도를 통해 전달된 엔진출력은 지반-궤도 접지면에서 지반을 전단시켜 슬립변위 및 지반추력을 발현시킨다. 이때 지반추력의 반력이 야지궤도차량의 구동력으로 작용하는데, 지반이 연약하여 구동에 필요한 지반추력을 확보하기 어려운 경우에는 무한궤도 표면에 그라우저를 부착하여 구동성능을 개선시킨다. 본 연구는 그라우저 효과를 적절히 고려하여 야지궤도차량의 지반추력을 평가하기 위한 기초연구로서 수행되었다. 우선 지반-궤도 접지면의 전단메커니즘을 바탕으로 그라우저가 부착된 야지궤도차량의 지반추력을 평가하기 위한 방법을 새로이 제안하였다. 이를 통해 그라우저가 야지궤도차량의 구동성능에 미치는 영향을 평가한 결과, 그라우저가 부착됨에 따라 야지궤도차량의 전체지반추력이 증가하여 구동성능이 개선되는 것을 확인하였다. 특히, 그라우저의 길이가 증가하고 간격이 가까울수록 전체지반추력 증가효과가 명확해지는 것으로 나타나, 그라우저 형상비(=간격/길이)가 작을수록 야지궤도차량의 구동성능을 더욱 크게 개선시킬 수 있을 것이라 판단된다.

• 한국철도학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.48-61
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• 2012

열차 진동 저감을 위한 플로팅 슬래브궤도의 설계에 있어서 주행 안전, 승차감 및 사용성을 확보하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 플로팅 슬래브궤도에서 열차 주행안전과 승차감, 사용성 확보를 위한 요구조건을 분석하여 제시하였고, 열차-궤도 상호작용을 고려한 동적 해석기법을 적용하여 시스템 고유진동수, 스프링 지지간격 및 배치방법, 감쇠비 등 주요 시스템 설계변수에 따라 일반 콘크리트궤도와의 접속구간을 포함한 플로팅 슬래브궤도 구간에서의 열차 및 궤도의 동적 거동을 분석하였다. 연구결과에 따르면 일반 궤도와 플로팅슬래브궤도 간의 접속구간에서의 지지강성의 차이에 의해 윤중 변동율, 레일 응력, 레일 인상력 등의 동적 응답이 크게 증가하는 것으로 나타났으며, 따라서 접속구간에서 스프링 지지간격을 좁히거나 스프링 강성의 차이를 완화시키는 방안이 주행안전과 궤도 사용성 확보를 위해 효과적인 것으로 나타났다. 한편 차체 가속도로 평가하는 승차감은 접속구간에서의 지지강성의 차이에 의해서는 거의 영향을 받지 않고, 시스템 튜닝 주파수에 의해 가장 큰 영향을 받는 것으로 나타났으며, 승차감 확보를 위해서는 적절한 시스템 튜닝 주파수를 선정하는 것이 매우 중요한 것으로 나타났다. 이 밖에 감쇠비, 스프링 간격, 열차속도에 따른 영향을 분석하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.526-534
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• 2011

본 연구에서는 고속철도의 자갈궤도와 콘크리트궤도에서 열차 주행 안전 측면에서 관리해야 할 레일패드 강성의 상한값을 차량 및 궤도의 동특성과 운영환경을 고려하여 결정하는 방법을 제시하였다. 차량-궤도의 상호작용해석의 중요 입력 파라메타인 궤도틀림과 관련하여 프랑스 및 독일에서 제시한 고저틀림 PSD(파워 스펙트럼 밀도)와 경부고속철도 1단계 구간 자갈궤도 및 콘크리트궤도에서 계측한 고저틀림 자료를 통하여 얻은 PSD를 기초로 하여 넓은 범위의 주파수 영역에서 적용할 수 있는 자갈궤도와 콘크리트궤도의 고저틀림 PSD를 제시하였다. 제시된 PSD 기준 모델을 사용하여 시간 영역에서의 고저틀림 입력을 난수 생성(random number generation)을 통하여 구한 후 차량-궤도 상호작용 해석기법을 사용하여 레일패드 강성에 따른 윤중 감소율을 산정하였다. 산정된 윤중 감소율에 대하여 국내 철도차량 안전기준에 관한 규칙의 탈선계수 규정을 적용하여 주행 안전 측면에서 허용할 수 있는 레일패드 강성의 상한값을 제시하였다.

• 전산구조공학
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• 제7권2호
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• pp.77-87
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• 1994

본 논문에서는, 고속철도용 슬래브 궤도의 동특성을 파악하여 소음.진동 대책을 마련하기 위한 기초자료를 제시하기 위해 차륜과 레일의 상호작용을 고려한 슬래브 궤도의 진동해석을 수행하였다. 해석시 열차의 스프링아래 질량은 Hertzian스프링을 통해 레일과 접촉하는 것으로 가정하였으며, 궤도는 2중 탄성지지보로 모델링 하였다. 연구결과 궤도지지계의 탄성, 질량 및 강성 등을 적절히 조절하므로서 궤도에 발생하는 진동 및 하부구조물로 전달되는 분포력을 감소시킬 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.597-603
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• 2009

본 연구에서는 승차감을 목적함수로 하고 궤도부담력을 경계조건으로 하는 곡선부 평면선형의 최적설계 기법을 제시하였다. 평면선형 최적화시 중요한 변수인 곡선반경-완화곡선장은 엄주환 등(2009)에서 제시한 결정방법을 적용하였으며 승차감 평가방법은 영국 BSI(2006)에서 제시하는 곡선부 전용 승차감 평가방법인 $P_{CT}$방법을 활용하였다. 또한 한국형 고속전철 G7(KTX-II)모델을 이용한 차량/궤도선형 상호작용 해석을 수행하였다. 해석결과, 최적선형조건은 교각 I(곡선부 양 끝단 직선과 직선이 만나는 교차각) 크기 및 곡선반경-완화곡선장 조합에 따라 다름을 알 수 있었다. 또한 Kufver(1997) 등에서 제시하는 간략화 해석방법과 유사한 경향이 나타남을 알 수 있었으나, 대부분의 경우 동적해석결과 값이 크게 나타났다. 따라서 곡선부 최적선형 설계시 동적해석과 간략화 해석을 병행한다면 신속하고 신뢰성 높은 최적선형을 결정할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.743-748
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• 2007

The important factor to evaluate the running safety of a railway vehicle would be the interaction force between wheel and rail(derailment coefficient), for which is one of important factors to check the running safety of a railway vehicle that may cause a tragic accident. Especially, a newly developed vehicle that first runs commercially requires necessarily the measurement and evaluation of derailment coefficient for securing the safety of a vehicle while measuring the derailment coefficient in view of securing running safety could be the more important factor than any other factors. In this paper, examined possibility that can forecast derailment possibility to behavior of only vibration and displacement by measuring vibration acceleration and displacement in vehicles that travel actuality rail track, and compares with data of wheel load/lateral force result.

• 한국철도학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.43-52
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• 2015

궤도의 유지보수비와 전력소모비의 합이 최소로 되는 최적 체결구의 강성을 평가하여 가급적 이 값을 갖도록 체결구를 제작 및 유지관리하는 것은 국내 콘크리트궤도의 부설이 급격하게 증가하는 시점에서 철도의 경제성 제고 차원에서 중요한 과제라 할 수 있다. 본 연구에서는 콘크리트궤도에서 궤도의 유지보수비와 차량운행에 따른 전력소모비의 합을 최소로 하는 최적 체결구 강성을 평가하는 방법을 제시한 후, 국내 고속철도 콘크리트궤도에 맞는 최적 체결구 강성을 평가하였다. 체결구 강성에 따른 궤도 유지보수비를 합리적으로 평가하기 위하여 콘크리트궤도에 적합한 체결구 강성에 따른 궤도손상모델을 제시하였으며, 궤도손상에 따른 궤도 유지보수비 상관관계를 도출하였다. 윤중 계산 시 고도화된 수치해석적 기법을 적용하여 각 궤도구성품의 거동특성이 반영될 수 있도록 함으로써 체결구 강성에 따른 윤중변동을 보다 정확하게 평가할 수 있도록 하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제16권6호
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• pp.90-99
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• 1999

A vehicle driving simulator is a virtual reality device which a human being feels as if the one drives a vehicle actually. The driving simulator is used effectively for studying interaction of a driver-vehicle and developing vehicle system of a new concept. The driving simulator consists of a vehicle motion bed system, motion controller, visual and audio system, vehicle dynamic analysis system, cockpit system, and etc. In it is paper, the main procedures to develop the driving simulator are classified by five parts. First, a motion bed system and a motion controller, which can track a reference trajectory, are developed. Secondly, a performance evaluation of the motion bed system for the driving simulator is carried out using LVDTs and accelerometers. Thirdly, a washout algorithm to realize a motion of an actual vehicle in the driving simulator is developed. The algorithm changes the motion space of a vehicle into the workspace of the driving simulator. Fourthly, a visual and audio system for feeling higher realization is developed. Finally, an integration system to communicate and monitor between sub systems is developed.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.576-582
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• 2017

자기부상열차의 분기기는 차량의 진행방향에 따라 노선을 변경해 주는 장치로서 차량의 분기기 통과시 차량의 주행 안전성을 보장해야만 한다. 일반 바퀴식 열차의 분기기기와는 달리 자기부상열차의 분기기는 대차가 궤도를 감싸고 주행하므로 분기기를 지지하는 구조물은 거더 형태로 구성된다. 이러한 분기기 구조는 거더 자체가 움직여 작은 반경의 곡선을 생성하기 위하여 단지 3~4개의 관절만을 이용하기 때문에 비연속적 선형레일을 만들게 된다. 이로 인하여 비연속적 선형 레일은 거더 사이에 변곡점이 생기고, 이를 통과하는 차량의 진동을 발생시킬 수 있다. 그로인해 해당 지점에서 대차와 레일의 접촉이 발생할 수 있다. 또한 분기기 전체가 강 구조물로 구성되어 있어 진동 측면에서도 일반적인 콘크리트 구조물에 비해 취약한 구조를 가지고 있다. 본 논문에서는 인천공항 시범노선에서 운행 중인 차량의 분기기 통과 시 동적상호작용에 의한 분기기의 진동 및 처짐 등을 측정하고, 차량의 진동 및 부상안정성 등을 측정하여 분기기의 설계 타당성과 안전성을 평가하고 향후 성능 개선에 도움을 주고자 한다. 본 연구의 결과를 통해서 차량의 25km/h 속도에서 부상 및 횡공극의 안정성을 확인하였고, 차량의 승차감이 UIC 513 기준에서 "편안함" 결과를 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권8호
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• pp.4068-4076
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• 2013

열차가 주행할 때 발생하는 차륜-레일 상호작용력은 열차의 주행속도, 차량축중과 선형조건(곡선반경, 캔트) 등 여러 변수의 영향을 받는다. 구조물의 안정성을 확보하기 위해서는 증속이전에 각 변수별로 구조물에 대한 영향 평가가 필요하다. 최근 차세대고속철도사업으로 국내에서 개발된 HEMU 430-X는 지난 2013년 3월, 경부 2단계구간에서 최고 421.4km/h의 속도를 달성한 바 있다. 향후 호남고속선 Test-Bed 구간(오송기점 K.P 100-128km)에서 추가적인 증속주행시험을 하는 경우 동적효과 증가로 인한 동적하중증가와 원심하중에 의한 외측레일에 대한 궤도작용력에 대한 검토가 필요하다. 본 논문에서는 HEMU열차의 추진력, 실측주행저항과 호남고속선의 선로선형을 고려하여 TPS 분석을 수행하여 선로에서의 속도변화를 계산하였다. 그리고 HEMU 열차주행시 곡선구간에서의 원심하중과 충격계수를 고려한 궤도부담력을 평가하였다.