초록
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.
The purpose of this study is to develop a nonlinear algorithm for the dynamic interaction analysis of KTX trains and bridge girders with consideration of separation and flange contact phenomena between wheel and rail. For this, three interaction models between wheel-rail are implemented and compared through numerical examples. That is, the spring model and the non-jump model are briefly explained, and a nonlinear contact model is then proposed to accurately simulate interaction forces of the train-bridge system. Dynamic interaction analysis of a simply supported girder and trains is performed and the analyzed results are presented and compared for the proposed contact model and the other model types. Particularly, flange contact phenomena in the nonlinear contact model are demonstrated under a specific condition.
