• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.378-385
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• 2002

오늘날 차량의 경량화를 위해서 알루미늄 차체를 사용하는 것은 필수적인 결정처럼 되어버렸다. 차체에 사용되는 알루미늄 압출재의 형상은 아주 다양하게 제작이 가능하다. 그러나, 다양한 형상이 가능한 만큼 설계 엔지니어에게는 결정하기 어려운 문제가 되어버린다. 이제 알루미늄 차체의 사용이 보편화되어가는 시점에 차체의 개념설계 단계에서 압출재형상의 토폴로지를 결정하는 조직적인 방법이 제시될 시기가 되었다. 본 논문에서는 토폴로지 최적화란 기법을 이용하여 알루미늄 차체의 형상을 결정하는 조직적인 방법에 대한 가능성을 검토하고자 한다. 간단한 예제에서 주어진 하중조건하에서의 압출재의 토폴로지 최적화를 시도하여 몇 가지 결론을 이끌어 내었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 추계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.18-21
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• 2007

철도차량의 경량화를 위해서 오늘날 알루미늄 압출재의 사용이 증가하고 있는 추세이며, 이를 통한 차체 제작이 일반화되고 있다. 경량화에 대한 요구는 더욱더 가속화되고 있으며, 특히 자기부상열차의 경우 환경규제 및 에너지 효율성 증대의 측면에서 경량화가 더욱 절실히 요구되고 있다. 그러나, 알루미늄 압출의 특성상 폭 대비 두께에 대한 제약이 따르므로 추가 경량화를 위해서는 알루미늄 압출재의 구조적인 연구가 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 중공형 알루미늄 압출재의 내부에 Rib 형상에 따른 굽힘 특성을 비교함으로써 알루미늄 압출재의 경량화를 이루고자 하였다.

• 항공우주
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• 제76권
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• pp.53-55
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• 2001

경기도 화성시에 위치한 보원경금속(주)는 자동차, 선박, 철도, 광학 기계, 건설, 방산품, 반도체 등 다양한 분야에 걸쳐 알루미늄 압출재를 생산하고 있는 중소기업이다. 최근 이 업체는 5년 이내에 국내 항공기용 알루미늄 압출재의 수준을 세계시장에 자랑하겠다는 야심찬 계획을 가지고 항공우주사업에 진출했다.

• 한국철도학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.20-25
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• 2013

고속철도 차량의 프레임은 굽힘 강성이 높고 가벼운 알루미늄 압출재를 이용하고 있으나, 그 차음성능은 동일 면밀도의 평판에 비하여 취약하다. 본 연구에서는 유한요소해석을 통하여 알루미늄 압출재의 음향투과 손실 값을 예측하는 방법을 제시하였다. 압출재를 유한요소로 모델링하고 무반사 방사조건, 시편의 경계 조건, 재질의 감쇠손실계수 등을 사용하여 투과손실을 예측하였으며, 해석결과의 신뢰도를 검증하기 위하여 압출재 시편을 대상으로 ASTM E2249-02에 근거한 투과손실을 측정하였다. 제시된 해석방법은 철도차량용 알루미늄 압출재의 차음특성을 설계단계에서 파악하고 대책을 수립하는데 유용하게 활용될 것이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권10호
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• pp.1093-1100
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• 2014

본 논문의 목적은 알루미늄 압출재와 샌드위치 복합재를 사용한 초고속 자기부상 열차의 하이브리드 차체 경량화 설계를 제안하는 것이다. 샌드위치 복합재는 무게 감소를 위해 2차 부재인 루프에 적용되었다. 용접에 의한 샌드위치 복합재 루프와 알루미늄 압출재 사이드 프레임과 접합시키기 위해 샌드위치 복합재 네 옆면에 가이드 알루미늄 프레임을 갖도록 고안하였다. 가이드 알루미늄 프레임의 체결력은 3점 굽힘 시험을 통해 검증하였으며, 차체의 구조 안전성 및 충돌 안전도는 상용 유한요소해석프로그램을 이용하여 철도안전법에 따라 평가하고 검증하였다. 연구결과, 알루미늄 압출재와 샌드위치 복합재로 이루어진 하이브리드 차체는 알루미늄 압출재로만 이루어진 차체에 비해 무게 절감 효과와 향상된 구조 성능을 얻을 수 있다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.370-377
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• 2002

오늘날 차량의 경량화를 위해서 알루미늄 차체를 사용하는 것은 필수적인 결정처럼 되어버렸다. 차체에 사용되는 알루미늄 압출재의 형상은 아주 다양하게 제작이 가능하다. 그러나, 다양한 형상이 가능한 만큼 설계 엔지니어에게는 결정하기 어려운 문제가 되어버린다. 주어진 하중조건하에서 최적의 형상을 설계하는 방법을 찾는 것은 이제 알루미늄 차체의 사용이 보편화되어가는 시점에 매우 중요한 일이 된 것이다. 본 논문에서는 형상최적설계란 도구를 사용하여 압출재 형상을 설계하는 방법에 대한 가능성을 살펴보고자 한다. 몇 개의 간단한 예제를 통하여 가능성을 점검하였고, 분석을 통하여 몇가지 결론에 도달하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.323-328
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• 2012

본 연구의 목적은 설계자 전용 알루미늄 압출재 철도차량 차체 구조물의 자동화 구조해석 지원프로그램을 개발하는 것이다. 본 연구에서 개발된 프로그램 명칭은 "AUTO-RAP"이며, 알루미늄 압출재 철도차량 설계 및 구조해석에 대해 전문적인 지식과 경험이 없는 엔지니어도 설계와 검증이 동시에 가능하도록 하였다. 설계자는 기존의 알루미늄 압출재의 데이터베이스를 활용하거나 사용자 정의에 의한 지식기반설계가 가능하도록 하였으며, 설계검증은 철도안전법과 도시철도차량 안전기준에 관한 규칙에 의거하여 철도차량 차체 구조 안전성을 자동으로 평가하도록 프로그래밍 하였다. 또한, 본 프로그램은 MFC(Microsoft Foundation Classes)를 사용하여 GUI 환경을 구축하였으며, ANSYS와 ABAQUS 같은 다양한 상용 유한요소해석 프로그램 및 CAD 프로그램과의 호환성을 위해 .stp, .iges 등의 파일 생성을 지원한다. 결론적으로, 본 프로그램을 통하여 알루미늄 압출재 철도차량 차체 구조물의 제품 설계 비용과 시간 단축에 기여할 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권2호
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• pp.213-221
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• 2011

알루미늄 재질의 도시철도차량 차체의 경량화를 위해 이중 판재구조로 이루어진 철도차량용 알루미늄 압출재의 최적설계를 수행하였다. 위상최적설계 기법을 이용하여 알루미늄 차체에서 가장 큰 중량을 차지하는 하부 프레임 베이스 플레이트의 경량화된 위상을 도출하였고, 이를 기반으로 압출재 부재별 치수 최적화를 수행하였다. 하부 프레임 다음으로 큰 중량을 차지하는 측면 프레임 압출재에 대해서는 치수 최적화를 통하여 경량설계를 수행하였다. 최적설계안과 현재 설계의 최대발생응력과 최대 변형량을 비교하여 최적설계결과의 타당성을 검증하였다. 이 과정을 통하여 언더프레임과 사이드프레임의 중량을 현재보다 평균 12% 줄일 수 있었고, 차체 전체로는 8.5%의 경량화 효과를 얻었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권11호
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• pp.1335-1343
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• 2012

논문은 위상최적화와 치수최적화 해석기법을 이용한 샌드위치 복합재와 알루미늄 압출재로 구성되는 하이브리드 철도차량 차체 구조물의 경량 모듈화 설계에 관한 연구이다. 위상최적설계는 초기설계단계에 차체 구조물의 최적의 재료적용부위를 선정하기 위해 사용되었으며, 치수최적화설계는 하이브리드 차체 구조물의 최적 설계 변수를 찾기 위해 사용되었다. 이때, 최적화해석은 일계법과 부분문제근사법을 사용하였다. 위상최적설계해석을 통해 차체 구조물의 강성 및 제작성을 향상시키기 위한 언더프레임, 로우 사이드 패널 모듈에 1차 부재인 알루미늄 압출재의 적용이 적절하고, 샌드위치 복합재는 무게를 최소화하기 위한 2차 부재로서 루프 및 미들 사이드 패널 모듈에 적용이 적합하다는 결론을 얻었다. 또한, 알루미늄 압출재와 샌드위치 복합재로 구성되는 하이브리드 차체 구조물의 무게는 샌드위치 복합재로만 만들어진 차체 구조물과 비교하여 최대 17.7%까지의 경량화 효과를 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.194-202
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• 2003

To make railway carbody light in weight has advantages at some aspects of both manufacturing and maintenance. Recently, railway carbodys of steel structure have been lightened their weight by using aluminum extrusion plate. for the additional lightening of railway carbody, an optimal design which maintains proper strength and minimizes weight must be achieved. Optimization which is used with finite element analysis for aluminum extrusion plate has the disadvantage of consuming much time. In this paper, the method of equivalent material property which is available to FEA code is established using the method of equivalent stiffness. This method for plate is expanded into the method for railway carbody structure with plates and shells. An objective function is established for maximum stiffness of unit aluminum extrusion plate using established method of equivalent material property. We performed an multi-objective optimization using the penalty function method. As a result, recommendable shapes and sizes of unit extrusion plate for under-frame of high speed train is presented.