• 한국철도학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.251-256
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• 2012

고속철도 자갈궤도에서 궤도틀림을 체계적이고 효율적으로 관리하기 위해서는 뜬 침목구간에서 차량이 궤도에 미치는 동하중의 특성을 파악할 필요가 있으며 이를 위해서는 뜬 침목을 고려한 차량과 궤도의 동적 상호작용해석기법의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 초기 레일의 처짐이 없는 경우 궤광자중에 의하여 발생한 레일처짐(궤도틀림)과 처진 침목과 자갈도상간의 침목 들뜸량을 계산할 수 있는 해석기법을 개발하였고, 궤도틀림과 침목 들뜸량을 동시에 고려할 수 있는 차량과 궤도의 해석기법을 개발하였다. 본 해석기법의 타당성은 타문헌에서 제시한 해석결과와 비교를 통하여 검증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.629-638
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• 1999

본 연구에서는 고속철도에서 차량·교량 구조물의 상호작용을 가능한 정밀하게 취급할 수 있는 3차원 해석모형을 개발하였다. 경부고속철도 교량형식인 PSC 박스거더 교량을 40m 단순 와 25-40-25m 3경간 연속 에 대해 뼈대요소를 사용하여 3차원으로 모형 하였으며, 궤도의 불규칙성은 정상확률과정으로 가정하고, 지수 스펙트럼 밀도함수를 사용하여 궤도의 형상을 생성시켰다. 열차는 경부고속철도 차량 하중효과가 가장 큰 동력차 만을 대상으로 17 자유도 모형과 38 자유도 모형으로 분리하여 개발하였다. 다양한 조건에 대한 분석결과를 검토하면 여러 가지 상황에서 38 자유도 모형의 필수 성이 보여지고 있다. 특히 교량의 솟음 및 장기 처짐에 의한 궤도형상변화가 있는 경우에는 반드시 38 자유도 모형이 적용되어야 하는 것으로 분석되었다. 또한 제동하중이 작용할 때 쏠림 효과에 의한 영향이 큰 것으로 평가되어, 제동에 의한 교량의 동적 거동은 종변 위에 대한 자유 도를 고려할 수 있는 주행차량모형으로 해석되어야 함이 규명되었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.54-66
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• 2016

이 연구에서는 흡수경계조건을 적용하여 경계부분에서 발생한 갑작스런 하중조건의 변화에 의해 발생한 탄성파의 전달 및 반사현상을 감소시키고자 하였으며, 흡수경계조건이 사용 유무에 따른 효과를 검증하였다. 또한, 정점하중재하의 경우와 이동하중에 의한 동적해석결과를 비교함으로써 정점하중재하가 이동하중을 적절히 표현할 수 있는가의 여부를 분석하였다. 주행속력의 변화에 따른 KTX 열차조건에서의 이동하중에 의한 동적해석을 수행하여 아스팔트 콘크리트 궤도에서의 동적안정성을 검토하였으며, 준정적인 표준 열차하중에 의한 해석결과를 비교함으로써 아스팔트 콘크리트 궤도의 구조 안전성을 확인하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.160-166
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• 2011

열차하중에 의한 토공노반의 동적응답은 다양한 주변환경에 종속적이기 때문에 정확한 특성을 규명하는 것은 어렵다. 그러나 일부 궤도틀림의 원인이 노반의 불균일한 지지력과 이에 따른 동적 응답의 영향일 것으로 예상되기 때문에 다양한 궤도틀림원인 분석 및 대책에 대한 연구를 위해서는 노반의 동적응답에 대한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 노반의 동적응답이 궤도변형에 미치는 영향을 분석하기 위한 기초연구로서 여러가지 영향조건 중 노반의 구조와 재료강성의 변화에 따른 노반의 탁월 주파수와 진동에너지의 크기에 대한 응답을 검토하였다. 검토단면은 탁월대역의 에너지 증폭이 쉬운 이 층노반구조로서 노반과 연암으로 구성하였다. 검토내용은 각 조건별 파의 전파특성을 규명하고 노반의 동적응답을 이론적, 해석적, 경험적 방법으로 비교 검토하여 궤도틀림에 미치는 영향을 평가하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.162-171
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• 2012

본 연구에서는 곡선부를 주행하는 틸팅열차와 궤도와의 동적상호작용을 고려한 동적해석을 수행하기 위한 해석기법을 제시하였다. 본 연구에서는 3차원 차량요소를 이용하여 틸팅열차를 모형화하였으며, 틸팅열차의 곡선부 주행시 차량의 주행방향이 크게 변화하는 상황에서 주행속도 및 원곡선 반경에 상응하는 원심력의 표현, 선로의 캔트량, 차륜-레일의 접촉각 및 열차의 틸팅각 등을 고려한 동적상호작용해석 방법을 제안하였다. 제안된 해석방법은 기본적인 검증예제들에서 만족할만한 결과를 보여주었으며, 실제적인 문제에 적용이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국철도학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.485-497
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• 2012

최근 철도의 소음, 진동에 대한 사회적 관심이 증가하면서, 철도 진동을 효과적으로 줄일 수 있는 플로팅 슬래브 궤도의 적용이 활발히 이루어 지고 있다. 본 연구에서는 플로팅 슬래브 궤도의 동적 거동을 보다 정확히 이해하기 위하여 실모형 실내 실험을 통해 정적 거동과 시스템 고유 진동수 부근의 저주파 대역에서 플로팅 슬래브 궤도의 동적 거동을 분석함으로써 플로팅 슬래브 궤도의 설계의 적정성과 설계에 적용되는 해석모델의 유효성을 입증하고자 하였다. 실험 및 유한요소 해석 결과에 따르면 플로팅 슬래브 궤도는 강체 모드 고유진동수보다 휨모드 고유 진동수에 가까운 대역에서 탁월 주파수가 나타나며 변형 형상도 휨모드가 가장 지배적인 모드가 되므로, 플로팅 슬래브 궤도의 설계 시에는 슬래브의 휨강성과 조인트 및 단부의 경계조건 등을 고려해야 한다. 또한 Kelvin-Voigt 모델을 사용한 2차원 유한요소 해석모델에 의한 해석 결과는 정적 및 동적 처짐, 하중 전달율 등 실험결과와 매우 잘 일치하는 것으로 나타나 플로팅 슬래브 궤도의 설계에 활용하기에 충분한 신뢰성을 가지고 있는 것으로 나타났다.

• 한국철도학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.286-297
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• 2013

본 연구에서는 PSC-I 거더 교량을 대상으로, 3차원 교량 모델로 이동하중해석에 의한 엄밀한 동적 안정성 해석을 수행할 때의 모델링 방법과 해석방법에 대한 영향 평가를 수행하였다. 이를 위해 콘크리트 및 자갈궤도 등을 채용할 때의 합리적인 모델링 방법론과 물성치를 제시하였다. 또한, 궤도 모델링 유무, 궤도 종류, 거더 중심에서 받침까지의 거리 고려 여부, 직접적분법과 모달해석법 등 이동하중해석법, 필터링 등이 응답에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2001년도 춘계학술대회논문집
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• pp.1028-1033
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• 2001

열차주행시 열차의 이동축중에 의한 제도구조물의 동적거동은 열차의 동특성과 열차속도, 궤도의 유형 및 제도재료의 물성치에 따라 변하며 차량과 궤도의 상호작용에 따라 변하게 된다.(중략)

• Elastomers and Composites
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• 제36권3호
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• pp.153-161
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• 2001

궤도차량의 고무패드는 상당한 크기의 진폭과 주파수를 가지고 반복되는 동적 변형을 받고 있으므로, 이로 인하여 열발생과 더불어 상당한 내부온도의 상승을 초래한다. 이러한 열발생은 고무 재료의 점탄성 특성에 기인한 것으로, 점성효과에 의하여 변형시의 기계적 에너지의 일부가 히스테리시스 루프의 면적에 해당되는 열에너지로 변환되기 때문이다. 발생한 열은 발산조건이 충분하지 못할 경우 내부온도의 상승을 초래하며, 온도가 과다할 경우에는 고무제품의 성능이나 수명에 중대한 장애요인으로 작용하게 된다. 본 연구에서는 전차 궤도고무에 작용하는 동적 하중에 근거하여 각 부품별 열발생률을 실험을 통하여 측정하고, 이를 입력자료로 하여 궤도패드에 발생하는 온도분포를 유한요소법으로 해석하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.141-151
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• 2003

철도교량은 차량과 교량의 상호작용에 의해 유발되는 동하중을 받고 있다. 이러한 동적인 효과는 교량 각 부재에 충격과 피로를 유발하고, 교량의 잔존수명에 영향을 미치게 된다 따라서 수치적 또는 시험적 방법에 의한 교량의 실제적인 동적 거동을 분석하는 것이 매우 중요하다. 본 논문에서는 KTX 차량의 주행에 따른 교량의 동적 특성을 구조적 안전성, 주행 안전성 및 승차감 측면에서 평가할 수 있는 차량/궤도/교량 상호작용 해석프로그램을 개발하였다. 차량/궤도/교량의 실질적인 모델링을 위하여 차륜/레일 접촉 모델링을 위한 헤르찌안 스프링 및 도상에 대한 윈클러 요소를 적용하였다. 또한 개발 프로그램은 준3차원해석으로 차량의 복선제도 주행에 따른 3차원 편심 효과를 고려하기 위해 비톤 자유도 및 기하학적인 관계에 따른 제약조건식을 사용하였다. 개발프로그램의 검증을 위해서 고속철도교량중 가장 일반적인 형식인 PSC 박스교(2@40m=80m)에 대해 수치해석결과 및 계측시험 결과를 비교하였다.