• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.37 no.9
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• pp.1099-1107
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• 2013

This study proposes a weight reduction design for urban transit, specifically, a Korean EMU carbody made of aluminum extrusion profiles, according to size optimization and useful material changes. First, the thickness of the under-frame, side-panels, and end-panels were optimized by the size optimization process, and then, the weight of the Korean EMU carbody could be reduced to approximately 14.8%. Second, the under-frame of the optimized carbody was substituted with a frame-type structure made of SMA 570, and then, the weight of the hybrid-type carbody was 3.8% lighter than that of the initial K-EMU. Finally, the under-frame and the roof-panel were substituted with a composite material sandwich to obtain an ultralight hybrid-type carbody. The weight of the ultralight hybrid-type carbody was 30% lighter than that of the initial K-EMU. All the resulting carbody models satisfied the design regulations of the domestic Performance Test Standard for Electrical Multiple Unit.

• Composites Research
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• v.32 no.1
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• pp.29-36
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• 2019

The purpose of this paper is to suggest a lightweight design for the aluminum extrusion carbody structure of a double deck high-speed train using material substitution and size optimization method. In order to conduct material substitution, the topology optimization was used to determine the application parts of sandwich composites at the carbody structures. The results of analysis showed that sandwich composites could be applied at roof and 2nd underframe. The size optimization was used to determine thickness of the aluminum extruded and carbon/epoxy composite. The design variable, state constraint and objective function were formulated to solve the size optimization, and then, the feasible design was presented by these conditions. The results of the lightweight design showed that the weight of double deck high-speed train hybrid carbody could be reduced by 2.18(17.70%) tons.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 2003.05a
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• pp.469-472
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• 2003

알루미늄 및 그 합금은 가볍고 강도가 높으며, 내식성과 재활용성이 뛰어난 특성을 가지고 있어서 각종 구조물 및 부품의 경량화가 요구되는 분야에 급속하게 이용이 확산되고 있다. 특히, 고속전철, 지하철 등의 철도차량, 선박, LNG선 탱크, 건축 등은 물론이고, 알루미늄 엔진 및 차체개발로 경량화를 목표로 하는 자동차 산업에 확대 적용되고 있다.(중략)

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2006.05a
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• pp.393-394
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• 2006

This study introduces the testing results of the composite carbody which is applied to tilting train. The composite carbody is made of aluminum honeycomb structure materials like a sandwich. The static load test was performed to evaluate the structural characteristic and stability of the composite carbody. Considering the vertical, compressive, twisting load and 3-point supporting type as a testing terms, the structural stability of a carbody was evaluated.

• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.13 no.2
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• pp.131-138
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• 2010

Recently, extruded aluminium-alloy panels have been used in the car bodies in order to meet the needs for the speed-up and light-weight of the railway vehicles. Most of the car bodies were jointed by arc weldings, like GMAW (GasMetal Arc Welding) and GTAW (Gas Tungsten Arc Welding), but these weldings became fairly worse the mechanical properties of the junction than the base metal. Nowadays, FSW (Friction Stir Welding), which is superior to the arc weldings, has been applied in the railway vehicles. In this study, the mechanical properties of the joints in both FSW and GMAW for A6005 extruded aluminium-alloy sheets have discussed. In addition, the relationships between the welding conditions and the mechanical properties for the joint of FSW have analyzed through the sensitivity analysis. It can be concluded that the mechanical properties for the joint of FSW are better than those of GMAW and the welding speed is the most sensible welding condition in the process of FSW.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.28-28
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• 2009

최근 전세계적으로 유가 상승 및 배기가스 배출 저감과 관련된 각종 환경규제에 대응하기 위하여 선진 자동차회사들은 $CO_2$ 배출 저감 기술과 기존 내연기관 차량의 연비향상을 위해 엔진성능 개선, 구동시스템의 최적화, 차량 경량화, 공기저항 감소 등에 초점을 맞춰 차량의 연비향상과 배기가스 규제에 대응하고 있다. 특히, 자동차 중량의 30%를 차지하는 차체의 경량화는 엔진효율을 높여 자동차의 성능향상을 극대화시키고, 그로 인해 연비향상을 도모할 수 있으므로 환경오염 방지와 연료절감에 가장 적합하고 효과적인 방법이다. 이에 기존의 강재에 비해 비중이 낮으면서 유사한 강도와 내식성이 뛰어난 알루미늄 합금의 차체 적용에 대한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 자동차 Door에 알루미늄 합금(Al 5052)의 적용 가능성을 판단하기 위해 반응표면분석법(Response surface methodology)을 이용하여 저입열 Pulse MIG 용접 공정변수를 최적화하였다. 첫째, 저입열 Pulse MIG 용접에서 용접 공정 변수(용접전압, 용접속도, Gap)의 변화가 비드 형상에 미치는 영향에 대해 평가하였다. 요인분석법을 이용하여 용접 공정 변수와 비드 형상 변수와의 주효과와 교호작용효과를 분석하였고, 이를 통해 비드 형상 변수에 영향을 크게 미치는 용접 공정변수를 선별하여 다중회귀분석을 통해 용접 공정 변수 변화에 따른 비드형상 예측 회귀모델을 제안하였다. 둘째, 자동차 Door 생산 현장에서 박판 알루미늄 합금 겹치기 용접 이음부의 0~1 mm 갭 발생에 대해 강건한 용접조건을 제시하기 위해 반응표면법(Response surface methodology)을 이용하여 저입열 Pulse MIG 용접 공정 변수를 최적화하였고, 그 적용 가능성을 확인하였다.

• Laser Solutions
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• v.10 no.3
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• pp.1-10
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• 2007

• Journal of Welding and Joining
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• v.29 no.4
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• pp.30-34
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• 2011

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2003.11a
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• pp.1051-1055
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• 2003

Aluminum carbody for rolling stocks is light and perfectly recycled, but includes severe defects which are very dangerous to fatigue strength. Structural integrity assessment for the carbody by static load test has been performed up to date. In this study, to evaluate fatigue strength of the aluminum carbody of urban transit unit. a testing method to simulate dynamic loading condition was proposed and the fatigue strength of the carbody was evaluated. The dynamic load test results showed that the alternating stress ranges were different from the estimated ranges based on the static test results. Excessive stress ranges at the center are thought to come from the flexible motion of the carbody. published fatigue test data for aluminum components, but variation of alternating acceleration along the length due to flexibility of carbody yielded unexpected results. Because fatigue strength based on the static test results may be overestimated at the center, modification of testing method is necessary.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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• pp.98-98
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• 2010

온실가스와 같은 환경오염으로 인한 규제로 인해 경량화 소재인 알루미늄의 차체 적용이 늘어가는 추세이다. 하지만 알루미늄의 낮은 용접성으로 인하여 기계적 접합법 등이 알루미늄의 접합에 사용되고 있으나 낮은 접합강도 등의 문제가 발생하고 있다. 본 논문에서는 스폿용접 시뮬레이션 프로그램인 SORPAS를 이용하여 건전한 용접부를 얻을 수 있는 알루미늄 합금 용접 조건을 도출하였고 실제 델타스폿 용접기를 이용하여 도출된 실험 결과와 비교 분석하였다. 이를 위하여 전극의 형태에 따른 용접성의 변화를 분석하였고, 전류 및 가압력 프로파일에 따른 용접성의 특징을 관찰하였다. 그리고 각각의 용접 변수들의 변화에 따른 용접 특성 평가 실험을 통하여 각 변수들의 특성을 파악하였고, 용접강도가 높고 용접부에 결함이 존재하지 않는 용접성을 가진 변수조건을 구하였다. 최종적으로 변수 특성 평가 실험의 결과를 바탕으로 Al 6032와 Al 5454에 대하여 넓은 적정용접 영역을 가진 로브 곡선을 도출하였다. 본 연구는 2009년도 서울시 산학연 협력사업(과제번호 10848) 및 BK21의 연구비 지원을 받아 수행 하였음.