• 한국철도학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.577-582
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• 2010

고속철도 운행에 따라 레일표면결함에 대한 관리의 중요성이 점점 더 증대되고 있다. 차량의 고속주행시 레일표면결함은 레일의 피로수명 단축 및 궤도의 열화 촉진, 승차감 저하를 유발하기 때문이다. 현재 경부고속철도에서는 레일의 효율적 유지보수를 위하여 레일연마를 수행하고 있다. 본 논문에서는 레일연마에 따른 레일의 피로수명을 예측하였다. 이를 위해서 연마 후 KTX 운행시 레일 저부의 휨응력을 계측하였으며, Rain-flow counting 기법을 적용하여 빈도해석을 실시하여 RCM에 의해 등가응력범위를 산정하였다. 선형누적피로피해를 이용한 피로수명 평가방법은 수정 Miner 법칙에 기초하였다. 해석결과 연마에 따른 레일의 피로수명이 15% 증가되는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권5호
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• pp.1191-1198
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• 2015

본 연구에서는 국내 일반철도 새마을호 동력차 및 궤도조건을 고려한 차량/궤도 상호작용해석을 수행하였다. 레일표면요철에 따른 레일휨응력을 분석하였고, 레일 휨응력예측식을 도출하였다. 또한, 일반철도 레일강의 S-N선도를 이용한 피로해석을 수행하였다. 파괴확률에 따른 레일피로수명을 산정하였고, 레일연마에 따른 레일표면요철 제거 및 레일휨응력 저감효과를 고려한 레일피로수명 평가를 수행하였다. 따라서, 국내 일반철도에서 레일연마 시행방법에 따른 레일피로수명을 평가하여 제시하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제7권4호
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• pp.801-806
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• 2021

레일 파상마모는 레일표면 요철 관리기준의 부재로 인해 지속적으로 증가하는 추세에 있다. 레일파상마모는 승차감 저하와 궤도 유지관리 물량증대 등과 같은 다양한 문제점을 야기 시키고 있다. 본 논문에서는 레일 파상마모 발생구간을 대상으로 레일 연마 전, 후에 대한 레일요철 측정 및 궤도계측(동적 윤중, 변위, 가속도)을 수행하여 레일 파상마모가 궤도부담력에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 레일 파상마모 저감을 위해 실시한 레일연마는 레일 파상마모로 인해 발생되는 추가적인 궤도부담력 저감에 매우 효과적이었음을 실험적으로 입증하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.234-240
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• 2017

레일표면 품질지수(QI: Quality Index)가 동적 궤도작용력에 미치는 영향을 알아보기 위하여 현장측정을 통해 레일연마횟수(Pass)에 따른 레일표면 품질지수의 변화를 분석하였다. 이론식에 근거하여 레일표면 품질지수에 영향을 미치는 매개변수인 열차속도에 따른 상관관계를 분석하였다. 레일연마횟수에 따른 레일표면 품질지수가 동적 궤도작용력에 미치는 영향을 분석한 결과, 레일표면 품질지수는 레일연마가 진행됨에 따라 감소하고 동적 궤도작용력 역시 일정 비율로 감소하는 것으로 분석되었으며, 고속주행 시 레일표면 품질지수에 따라 동적 궤도작용력은 크게 증가하는 것으로 분석되었다. 즉, 레일연마는 레일표면 품질지수를 일정비율로 감소시킬 수 있고, 궤도시스템 전반에 영향을 미치는 동적 궤도상호작용력을 저감 시킬 수 있는 것으로 분석되어 효율적인 레일표면관리를 위해서는 운행 노선의 열차속도를 감안한 레일표면 품질지수의 관리가 필요한 것으로 분석되었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.447-454
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• 2010

레일 피로 열화손상유형들은 크게 레일표면에서 발생하는 결함들과 레일내부에서 진전되어 발생하는 결함들로 구분되어질 수 있다. 본 연구에서는 국내에서 연간 누적통과톤수가 가장 많은 도시철도의 운행조건을 고려하여 현장측정을 통해 레일표면 요철성장률을 분석하였으며, 연마 후 누적통과톤수에 따른 시험편을 현장에서 발췌하여 현미경을 이용한 조직검사, 화학성분검사, 마이크로 비커스 경도시험을 수행하였다. 시험결과 신품레일의 경우 유효탈탄층 제거를 위해 약 0.3mm의 초기연마를 시행해야하며, 예방연마의 경우 전구간을 일괄적으로 연마할 경우와 특정 구간별로 구분하여 연마할 경우에 대하여 2가지 방안을 제시하여 레일표면에서 발생하는 RCF결함을 예방하거나 제거할 수 있도록 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.

• 한국철도학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.272-279
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• 2008

레일 표면 결함에 대한 유지보수의 중요성이 KTX의 운행에 따라 더욱 증대되고 있다. 이는 고속 운행시 레일 표면 결함은 레일의 피로수명 단축과 궤도의 열화 증속 및 승차감 저하를 유발하기 때문이다. 본 연구는 KTX의 운행현황을 고려하여 경부 고속선의 레일 연마 기준을 제안하였다. 이를 위해서 경부 고속선에서 UIC 60 레일 시편을 체취하여, 현미경에 의한 미세 조직을 조사하고 경도를 측정하였다. 레일 표면 결함을 유발하는 RCF에 영향을 미치는 인자들로 통과 톤수, 주행속도 및 궤도상태를 고려하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.821-831
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• 2013

최근 연구결과 레일연마 및 장대레일화를 통해 누적통과톤수에 의한 레일교체기준의 연장이 가능한 것으로 보고되었다. 본 연구에서는 장기 사용레일에 대한 실내피로시험을 수행하였고, 파괴확률 50%에서의 장기 사용레일의 잔존수명을 표현한 S-N 선도는 적은 실험데이터에 대한 가중치 확률 해석기법을 사용하여 도출하였다. 여기서 피로시험에 사용된 레일들이 누적통과톤수가 서로 다르기 때문에 누적통과톤수를 평균하여 반복횟수를 수정하였다. 또한, 레일표면요철 및 열차속도를 고려한 레일 저부 휨응력은 기존 연구결과 도출된 레일휨응력 예측식을 사용하여 장기 사용레일의 잔존수명을 평가하였다. 따라서 본 연구를 통해 도시철도에서 레일연마를 통한 레일관리가 이루어진다면 누적통과톤수에 의한 레일교체기준(약 8억톤)보다 약 2억톤이상 연장 사용이 가능하며, 피로한도 이하의 응력범위에 대한 피로시험결과를 바탕으로 레일의 피로수명을 평가하기 위해서는 수정마이너법칙보다는 피로한도 이상에서의 S-N선도 기울기의 1/2인 하이바크법칙을 적용하는 것이 합리적이라 판단되었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.317-325
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• 2008

최근 연구결과 레일연마 및 장대레일화로 누적통과톤수에 의한 레일교체기준의 연장이 가능한 것으로 보고되었다. 본 연구에서는 현재 도시철도에서 사용 중인 대표 궤도구조에 대해 실운행 열차하중에 의한 궤도의 동적 응답을 분석하여 현 궤도의 상태평가를 하였으며 궤도의 상태 변화에 따른 레일의 부담력을 검토하였다. 또한, 측정된 응력파형을 Rainflow Count Method를 이용하여 응력히스토그램을 작성하고 등가응력을 상정하여 신규 레일 용접부의 S-N 선도에 적용함으로써 노후레일의 누적피로손상도 및 휨 피로수명을 산정하였다. 최종적으로 본 연구에서는 궤도구조 및 상태를 고려한 레일교체기준의 개정을 제안하고자 하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.783-792
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• 2011

The control of rail surface irregularity is very important for the high speed train service in the high speed rail. In order to manage it, initial, preventative, and maintainable rail grinding have been performed and among them, preventative rail grinding conducts in every each year. This study carried out the field test for dynamic track response according to rail surface irregularity comparing before and after rail grinding. In addition, the change of dynamic track responses according to rail grinding was analyzed and the fatigue life was estimated though Rainflow Counting Method and RMC Equivalence Stress. Therefore, it suggested that rail fatigue life should be increased by rail grinding, because amount of impact occurred on track is decreased by getting rid of rail surface irregularity.