• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1103-1108
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• 2005

본 연구는 한국형 틸팅 차량의 복합재 적용 차체에 대한 비용 모델링과 전주기 평가(LCA)를 수행하였다. 원자재 생산에서 차체 제작, 수명이 끝나는 시점까지의 사용에 대한 모든 단계에서의 비용을 분석했다. 5년 동안 년간 90대의 생산량에 대한 금속 차체, 2종의 복합재 차체에 대해 비교하였다. 2종의 복합재 차체는 하이브리드 스틸-복합재 구조와 전체 복합재 차체를 나타낸다. 또한, 이 두 경우 모두에 대해 오토클레이브, 진공 성형, 레진 인퓨젼 공법의 성형에 대해 분석하였다. 제작시의 모든 성형 공법에 대해 하이브리드 차체는 전체 복합재 차체 보다 $4\~6\%$ 비용이 낮았다. 전체 복합재 차체의 경우, 레진 인퓨젼의 경우가 오토클레이브에 대해서는 $11\%$ 낮은 가장 낮은 제작 비용이 소요되었다. 비용-전주기 분석을 통해 전체 복합재 차체는 가장 높은 제작비용이 소요되고 사회 경제학적 측면에서 전체 전주기 비용과 환경영향은 단순 차량 구입 비용보다 더 중요한 변수이며 전체 복합재 차체가 분명한 최적의 해답 임을 확인하였다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2005년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.251-255
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• 2005

본 연구는 한국형 틸팅 차량의 하이브리드 복합재 차체에 대한 비용 모델링과 전주기 평가{LCA}를 기존 차체 재질인 스틸 및 알루미늄 재질과 병행하여 수행였다. 원자재 생산에서 차체제작, 수명이 끝나는 시점까지의 사용에 대한 모든 단계에서의 비용을 분석했다. 개발과정을 거쳐 향후 양산 예정인 5년 동안 년간 90대정도의 생산량에 대해 금속 차체, 2종의 복합재 차체에대해 비교하였다. 2종의 복합재 차체는 하이브리드 스틸-복합재 구조와 전체 복합재 차체를 나타낸다. 또한, 이 두 경우 모두에 대해 오토클레이브, 진공 성형, 레진 인퓨젼 공법의 성형에 대해 분석하였다. 제작시의 모든 성형 공법에 대해 하이브리드 차체는 전체 복합재 차체보다 4${\sim}$6 % 비용이 낮았다. 전체 복합재 차체의 경우, 레진 인퓨젼의 경우가 오토클레이브에 대해서는 11%낮은 가장 낮은 제작 비용이 소요되었다. 비용-전주기 분석을 통해 전체 복합재 차체는 가장 높은 제작비용이 소요되고 사회 경제학적 측면에서 전체 전주기 비용과 환경영향은 단순 차량 구입 비용보다 더 중요한 변수이며 전체 복합제 차체가 분명한 최적의 해답 임을 확인하였다.

• 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.

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.243-246
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• 2002

자동차 차체 제작을 위해서는 차체의 견고성과 승객의 안전성을 동시에 고려하여 너무 강하거나 너무 무르지 않은 재질의 선택과 차체 설계의 최적화가 요구된다. 본 논문에서는 차량 충돌 시 자동차의 안전도를 향상시키면서 차량의 손상을 최소화 함으로써 수리비를 절감하기 위한 목적으로 TPU(Thermoplastic Polyurethane Elastomer)에 공기를 채워서 만든 에어백 자동차 범퍼를 개발하였다. (중략)

• 한국철도학회지
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• 제7권2호
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• pp.39-47
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• 2004

연강(mile steel)은 철도차량 차체의 주요 재질로 오랫동안 사용되어 왔으며, 다양한 강도 특성과 저렴한 가격, 용이한 작업성등의 이유로 현재까지도 널리 적용되고 있다. 그러나 연강은 부식에 취약하므로 도장작업이 필수적이고, 부식에 대한 여유로 인해 판두께의 감소가 제한적이므로 경량화가 곤란하고, 정기적인 유지보수가 필요한 단점이 있다. 반면에 스테인레스강(stainless steel)판재는 내부식성이 강하므로 무도장이 가능하고, 차체의 내구 수명이 증가하며, 유지보수가 편리하다는 장점이 있다. 또한 내부식성과 고강도 특성으로 차체 판재의 두께 감소가 가능하므로 경량화에 유리하고, 차체 표면의 다양한 표면처리가 가능하므로 외관의 미려함을 높일 수 있다. 스테인레스강는 연강에 비해 상대적으로 고가의 재질이지만 유지보수 측면과 경량화에 따른 운행비용 측면에서 볼 때 철도차량 차체의 재질로서 유용성을 가지고 있어 활발히 적용되고 있다. 국내에서는 1990년대초 과천선 전동차를 시작으로 스테인레스강 철도차량이 본격적으로 개발되어 상용화되었고, 새마을호를 비롯한객차에도 스테인레스강 차체를 적용하고 있다. 국내의 스테인레스강 철도차량 제작 기술은 이제 상당한 수준에 올라와 있으며 차량의 해외 수출은 물론 기술 이전도 활발히 진행되고 있다. 본 강좌에서는 스테인레스강 철도차량 차체의 특성과 함께 설계 방법을 정리하여 봄으로써, 향후 스테인레스강 철도차량 차체의 개선 및 발전을 위한 기초로 삼고자 한다.(중략)

• 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.

• 오토저널
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• 제15권1호
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• pp.3-8
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• 1993

본 고에서는 차체제작의 첫단계인 프레스 성형시 문제가 되는 알루미늄 합금판재의 성형성에 대하여 기술한다. 차체용 Al합금판의 성형성을 인장시험, 헤밍시험, 스트레치 포오밍 시험 등으로 조사해 보았다. 냉연강판과 비교하여 현재의 차체용 Al합금판은 강도와 연신율 면에서 열세임에 틀림이 없으나, 앞으로 냉여강판에 버금가는 Al합금판이 나오리라 예상한다. 1. 시편의 종류. 2. 결정립 조직. 3. 집합 조직. 4. 상온 인장시험. 5. 고온 인장시험. 6. 헤밍시험(Hemming test). 7. 스트레치 포오밍 시험(Stretch forming test)

• 한국철도학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.97-103
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• 2012

허니컴 샌드위치 복합재는 가볍고 강하며, 제작하기가 편리한 장점이 있어 철도차량 차체에 적용되기 시작하였다. 보통 중량감소량은 27%에 달하나, 재료비가 알루미늄 압출재에 비해 높기 때문에 차체에 널리 적용되지 못하였다. 본 논문에서는 두 가지 경량화 재질에 대하여 제작 과정을 고찰하고 원가를 분류하여 과거 자료를 기초로한 경제성을 분석하였다. 복합재 차체의 재료비 상승분을 제작의 용이성으로 상쇄할 수 있으며, 대량생산에 따른 장비비를 저감하면 알루미늄 차체에 비해 경쟁력을 가질 수 있음을 알 수 있었다. 지하철 노선의 통계자료를 참고로 하여 중량 감소에 따른 운행 에너지 감소량도 제시하였다.

• Composites Research
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• 제21권4호
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• pp.1-6
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• 2008

본 논문에서는 탄소/에폭시 면재와 알루미늄 허니콤 심재를 갖는 바디와 스테인레스 언더프레임을 갖는 철도차량 차체에 대한 화재안전성평가 시험을 수행하였다. 이를 위해 실규모 차체를 제작하고 이를 이용하여 시험을 수행하였다. 시험에 적용된 차체는 내장재가 포함되지 않은 차체와 내장재를 포함을 차체 두가지를 이용하였으며 시험조건은 대구지하철 화재사고 시나리오에 근거하여 설정하였다. 시험결과 차체 및 내장재 표면의 최대온도는 각각의 발화온도에 미치지 못함을 확인하였고, 차체 내부에 화염전파도 발생하지 않았다.

• 소음진동
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• 제3권1호
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• pp.22-27
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• 1993

이제까지 저진동 차체 설계에 관한 해석 및 설계기술에 대한 동향을 간략히 살펴보았다. 앞에서도 밝혔듯이 최근들어 차동차의 차체를 최적화 설계기법을 이용 하여 수많은 경우의 수에 대한 설계개선을 시도하는 것이 현실적으로 가능해졌다. 이와같은 최적화기법을 사용하여 설계과정이 전산화된다면 시험을 통해서만 가능하던 일련의 설계과정을 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 해결함으로써 설계에 소요되는 시간 을 파격적으로 단축시키고 아울러 더 좋은 설계를 만들어 낼 기회를 그만큼 더 증대 시킬 것이다. 요즈음 선진국의 자동차업계에서는 초기 차체 설계과정의 속도가 더 빨라지고 설계에 소요되는 시간은 줄어드는 경향이 있다. 그러나 자동차 설계가 점점 더 복잡하여져서 엔지니어가 설계를 최적화하기 위헤서는 어떤 단계가 필요한지를 알기가 점점 더 어려워지고 있다. 이제는 설계를 평가하는데 걸리는 시간보다는 설계 과정을 통제 및 관리하여 그 설계를 어떻게 잘 개선할 수 있는가 하는 것이 엔지니어 의 능력을 평가하는 데 더 중요한 기준이 될 것이다. 여기에서는 언급되지 않았지만 최근 들어와서 플라스틱, 알루미늄, 복합재 등 여러가지의 신소재들을 차체의 재료 로 사용하기 위한 연구가 활발히 검토되고 있거나 이미 실용화 단계에 와 있는 것도 있다. 이러한 신소재를 사용하여 저진동 차체를 설계하기 위해서는 새로운 제작 및 가공기술의 개발이 선행되어야 함은 물론이고 앞에서 서술한 해석 및 설계기술이 뒷받침 되어야 한다는 것은 두 말할 나위가 없겠다.