• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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• pp.117-117
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• 2004

일반적으로 접촉 피로 마멸은 구름 또는 미끄럼 접촉시 작용하는 반복 응력에 의해 표면과 표면 아래에 균열이 형성되고 성장 및 합체의 과정을 거쳐 표면의 일부가 떨어져 나가는 손상으로 기어나 캠-롤러, 구름 베어링과 같이 구름-미끄럼 접촉상태로 운전하는 기계요소에서 가장 중요하게 고려되어야 할 파손 메커니즘이다. 특히 기어나 구름 베어링 같이 고주기 접촉 피로 특성을 지니는 기계요소의 수명은 피로수명 실험과 통계적 기법을 이용한 Weibull 이론을 기초로 한 수명식을 대부분 사용하고 있다.(중략)

• 기계저널
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• 제29권2호
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• pp.125-137
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• 1989

구름접촉 피로는 반복적인 구름 접촉에 의해 나타나는 것으로서 피로의 원인이 되는 반복 하중이 두 물체의 반복적인 접촉에 의해서 일어난다는 점 때문에 일반적으로 피로연구 분야에서 다루 어지지 않고 마멸, 마찰 연구 분야에서 다루어지고 있다 구름접촉 피로현상이 나타나는 실제 예로서 베어링, 철도레일 등이 있다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1995년도 제21회 학술대회
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• pp.25-30
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• 1995

본 연구에서는 건식 구름접촉시 발생하는 tribological한 현상들을 plate on ball tester를 이용하여 실험적으로 고찰하였다. 실험의 주된 관심은 각 열처리 방법으로 제작한 시편에 대하여 건식 구름접촉시 cycle수에 따른 plate의 표면 거칠기, 트랙의 형상, 졍도 및 구름저항의 변화이며 이런 자료를 토대로 열처리공정의 차이에서 오는 정도수명 및 피로수명에 대한 상대평가를 통해 마찰, 마멸의 저감에 적합한 열처리방법을 제시하고자 한다.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.512-520
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• 2017

일반적인 철도에서는 차륜과 레일의 마찰력을 이용하여 열차가 주행하게 된다. 차륜과 레일 사이에는 접촉압력이 발생하게 되고, 차량의 중량, 속도, 사행동, 접촉점 등에 따라 접촉압력의 크기가 변화하게 된다. 본 연구에서는 곡선부 차륜/레일에 대한 유한요소해석을 통해 접촉특성을 분석하였으며, 구름접촉피로시험을 통해 접촉압력에 따른 차륜/레일의 피로손상 및 마모율을 분석하였다. 구름접촉피로시험결과, 일반 및 열처리레일은 차륜에 비해 마모율이 높았으며, 일반 및 열처리레일마모율은 일정한 반복횟수 이상에서 급격히 증가하는 것으로 분석되었다. 또한, 일반레일이 열처리레일 보다 약 7~15% 마모율이 높았으며, 접촉압력 900~1,500MPa 범위에서 접촉압력에 따른 레일마모율에 대한 회귀분석식을 제시하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.141-146
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• 2012

차륜과 레일의 반복적인 구름접촉은 레일 표면결함을 유발하고, 레일 표면결함은 충격하중을 유발하여 소음 진동, 레일파단, 궤도파괴로 이어지고 심할 경우 열차사고(탈선)를 발생할 수 있다. 이러한 레일 표면결함을 제어하기 위한 방법으로 레일연마가 시행되고 있다. 본 연구는 KTX차륜과 UIC레일에서 발생하는 최대 접촉압력을 유한요소해석을 통해 산정하였고, 일반레일 및 열처리레일에 대한 구름접촉피로시험을 수행하여 접촉압력 및 반복횟수에 따른 레일표면 경화층 형성 경향을 분석하였으며, 누적통과톤수에 따라 고속철도 레일에서 발생하는 표면 경화층을 제거하여 건전한 레일표면을 유지하기 위해 0.2mm/2천만톤의 적정 레일연마량을 제안하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.493-498
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• 2011

구름접촉피로는 차륜과 레일의 반복적인 접촉으로 인하여 발생하는 표면손상현상으로 점차 증가하는 레일손상 중 하나이다. 접촉마모 및 주기적 그라인딩보다 균열의 성장속도가 더 빨라 균열진전이 시작되는 최소균열크기(minimum crack size for growth)는 레일의 파괴방지 및 유효한 유지보수전략을 수립하는데 기초자료로 활용된다. 본 연구에서는 최소균열크기를 예측하기 위하여 차륜레일의 접촉에 영향을 미치는 주요 파라미터를 변화시키면서 최소균열크기의 변화를 살펴보았다. 이를 위하여 Fletcher와 Kapoor의 "2.5D"모델을 적용한 시뮬레이션 소프트웨어를 개발하였으며, 최대접촉하중(1174MPa), 표면마찰계수(0.1, 0.2, 0.3 and 0.4), 잔류응력, 접촉에 의한 표면마모(1.0nm/cycle), 그라인딩량(0.3mm/10MGT)을 파라미터로 하여 해석을 수행하였다. 해석결과 최소균열크기는 해석조건에 따라 1.41-1.95mm로 계산되었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.396-404
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• 2009

고속열차의 개발과 함께 구름접촉피로에 의한 레일의 피로균열 및 피로파괴에 대한 연구를 통해 주행안정성을 확보할 수 있는 방안 마련이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 Eisenmann의 근사계산식(실용식)을 이용하여 속도, 차륜반경, 궤도지지강성, 침목간격, 축중, 궤도품질에 따른 레일내부 발생응력을 검토하였다. 또한, 유한요소해석을 통해 초기균열의 길이 및 각도, 온도에 따라 레일두부에서 발생하는 전단응력을 검토하여 모드별 응력확대계수를 도출하였다. 이로써 고속철도 레일의 피로수명에 영향을 미치는 주요인자들을 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제32권6호
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• pp.931-937
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• 2008

The rail/wheel rolling contact affects the microstructure in the surface layer of rail. Recently. continuum damage mechanics allows us to describe the microprocesses involved during the straining of materials and structures at the macroscale. Elastic and plastic strains. the corresponding hardening effects are generally accepted to be represented by global continuum variables. The purpose of continuum damage mechanics is to introduce the possibility of describing the coupling effects between damage processes and the stress-strain behavior of materials. In this study. the continuum damage mechanics caused by elastic deformation was briefly introduced and applied to the fatigue damage of the rails under the condition of cyclic loading. The material parameter for damage analysis was first determined so that it could reproduce the life span under the compressive loading in the vicinity of fatigue limit. Some numerical studies have been conducted to show the validity of the present computational mechanics analysis.

• 한국철도학회지
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• 제11권4호
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• pp.35-41
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• 2008

• Tribology and Lubricants
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• 제31권6호
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• pp.272-280
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• 2015

Recently, Luu suggested fatigue life equation that uses every term of the Crossland equation with stress gradient effect. Luu’s model, however, has a limit of being unable to coverage small radii that are less than a specified length. Furthermore, rolling model has a very small contact area compared to the rolling element size, and fatigue failure occurs on the small radius such as surface asperity by cyclic loading. Therefore, it is necessary to modify fatigue life equation in order to enable fatigue analysis for a small radius. In this paper, the fatigue life considering a stress gradient effect in rolling contact was obtained using Luu’s modified equation. Fatigue analysis was performed to study the effect of stress gradient on the fatigue life using newly adopted equation and to compare the results with pervious models. In order to do this, a series of simulation such as surface stress analysis, subsurface stress analysis, and fatigue analysis are conducted for two rolling balls of same size that contact each other. Through such a series of processes, the fatigue life can be calculated and equation that is proposed in this paper evaluates the fatigue life in case the contact area is small.