• 비파괴검사학회지
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• 제30권2호
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• pp.116-120
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• 2010

차축과 차륜으로 구성되는 철도차량 윤축은 차량의 운행과 관련하여 안전과 직결되는 중요한 철도 부품의 하나이다. 본 연구에서는 철도차량의 차축 재료의 인장파괴거동에 대한 특성을 분석하였다. 20년 이상 운행된 전기기관차 및 디젤전기기관차의 차축 시편에 대하여 연장시험을 수행하였다. 인장시험 동안 시편의 파괴특성을 모니터링하기 위해 고속 적외선카메라가 사용되었는데, 인장시험 동안의 시편 표변의 온도 변화를 모니터링하여 온도 분포로부터 인장파괴거동을 설명하고 파괴모드를 규명하고자 하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제11권9호
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• pp.169-173
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• 2020

본 연구에서는 Model A와 Model B 그리고 Model C의 총 3가지의 차축 모델을 이용하여 차축에 하중이 가해졌을 때의 차량 서포트빔에 대한 구조해석을 하였다. 3가지의 Model A, B, C를 비교해 보았을 때 등가응력은 Model C가 재료의 항복 응력보다 작게 나와서 그 내구성면에서 좋다고 사료된다. Model A와 Model B에서 발생한 최대 등가응력들은 항복응력보다 각각 1.8배와 2.5배이상 발생되어 재료가 파단됨을 보여 주고 있어 서포트빔으로서는 효율적으로 보이지 않는다. Model C가 Model A와 Model B에 비하여 그 내구성면에 있어서 효율적으로 차축 서포트 빔의 설계 향상에 응용할 수 있다. 본 연구 결과를 자동차 부품에 적용함으로서 자동차 서포트빔의 강도를 평가할 수 있다. 그리고 본 연구가 실제적으로 효율적인 설계와 미적인 융합에 적합하다고 보인다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권8호
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• pp.5039-5044
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• 2015

본 연구에서는 철도차량의 차축소재로 사용되는 RSA1 소재에 대한 해수 부식특성 평가를 하였다. 미국재료시험협회에서 규정한 ASTM-D1141에 해당하는 인공해수를 사용하여 3전극 셀 구조를 이용한 동전위 분극법과 임피던스 분광법을 바탕으로 산출된 부식전류밀도와 부식속도는 각각 $18.3{\mu}A/cm2$와 0.217 mm/yr이다. 이 결과에 따르면 철도차량의 일반적인 내구연한인 25년을 가정할 때 한 면에서의 차축부식량은 5mm정도로 예상된다. 패러데이법칙을 바탕으로 한 정전류 부식 가속화 시험을 통해 1,3,4년의 부식양을 인위적으로 형성하였고, 단면적 감소분을 고려하여 인장시험을 시행하였다. 탄성구간에서는 부식에 의한 기계적 특성변화가 관찰되지 않았지만 소재의 연성 값은 부식이 진행 될수록 감소되는 경향을 보였다. 본 연구 결과는 향후 해수환경에서 사용될 철도차량 설계 시 고려할 기초 부식데이타로 활용될 것으로 기대된다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.139-145
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• 2007

Fretting is a kind of surface damage mechanism observed in mechanically jointed components and structures. The initial crack under fretting damage occurs at lower stress amplitude and lower cycles of cyclic loading than that under plain fatigue condition. This can be observed in automobile and railway vehicle, fossil and nuclear power plant, aircraft etc. In the present study, railway axle material RSA1 used for evaluation of fretting fatigue life. Plain and fretting fatigue tests were carried out using rotary bending fatigue tester with proving ring and bridge type contact pad. Through these experiments, it is found that the fretting fatigue limit decreased about 37% compared to the plain fatigue limit. In fretting fatigue, the wear debris is observed on the contact surface, and oblique cracks at an earlier stage are initiated in contact area. These results can be used as useful data in a structural integrity evaluation of railway axle.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.74-82
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• 2010

Fretting damage can be observed in automobile and railway vehicle, fossil and nuclear power plant, aircraft etc. In the present study, railway axle material RSA1 used for evaluation of fretting fatigue life. Plain and fretting fatigue tests were carried out using rotary bending fatigue tester with proving ring and bridge type contact pad. Through these test, the following results are obtained: 1) it is found that the fretting fatigue limit of standard specimen decreased about 37% compared to the plain fatigue limit. 2) The early crack of Shinkansen type specimens initiated in contact area and final fractured below samp=214 MPa. 3) The early crack of all TGV type specimens initiated in rounded area and fractured. 4) Tire tracks and rubbed scars were observed in the oblique crack region and fatigue crack growth region of fracture surface. 5) The wear debris is observed on the contact surface, and oblique cracks at an earlier stage are initiated in contact area. These results can be used as useful data in a structural integrity evaluation of railway axle.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.427-433
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• 2005

Railway wheelset is the most essential part which undergoes severe cyclic loadings. In recent years, there has been increasing need for insuring the safety of running as the speed of the railway vehicles is getting higher. So it is required on the assessment of fatigue characteristics of the wheelset to consider plastic deformation which might be probable in the severe loading condition. In this study, total-strain controlled low cycle fatigue(LCF) test were performed to observe the LCF behaviors of the railway wheels and axles using companion specimens method. From the experimental results, the cyclic mechanical properties have been evaluated and total strain amplitude versus life relationship have been derived using the empirical Coffin-Manson law.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권10호
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• pp.773-782
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• 2020

심층신경망 기반 하이브리드 유한요소해석을 위한 조인트 모델 방법 구축을 소개한다. 트렉터의 앞차축에서 다양한 체결 조건에 의해 유발되는 복잡한 거동 상태를 가지는 볼트와 베어링의 재료 모델을 심층신경망으로 대체했다. 볼트는 6자유도를 갖는 1차원 티모센코 빔 요소를 이용했고, 베어링은 3차원 솔리드 요소를 이용했다. 다양한 하중 조건을 바탕으로 유한요소해석을 한 뒤, 모든 요소에서 응력-변형률 데이터를 추출하고 텐서플로를 이용하여 학습시켰다. 신경망 기반 유한요소해석을 할 때 추출된 데이터를 바탕으로 학습된 심층신경망은 ABAQUS 서브루틴 안에 포함되어 현재 해석 증분의 응력을 예측하고 접선강도행렬을 계산할 수 있게 했다. 학습된 심층신경망 조인트 모델의 일반화 성능은 훈련에 사용되지 않은 새로운 하중 조건에서 해석하여 검증하였다. 최종적으로 이 방법을 이용하여 심층신경망 기반 앞차축 해석을 진행하고 응력장 분포를 검증했다. 또한, 실제 트렉터의 3점 굽힘 실험 결과와 비교하여 심층신경망 기반 해석의 타당성을 검토했다.

• 대한토목학회논문집
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• 제2권4호
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• pp.11-21
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• 1982

3개의 기존(旣存) 강철도교량(鋼鐵道橋梁)의 주요부재(主要部材)에 대해 열차(列車) 통과시(通過時)의 동적(動的)인 변형율(變形率)-시간(時間)(${\varepsilon}$-t)곡선을 측정(測定) 통계정리(統計整理)하여 허용응력(許容應力)을 기준으로 한 등가피로피해(等價疲勞被害)를 산출(算出) 검토(檢討)하였다. 이로부터 강철도교량(鋼鐵道橋梁)의 안전도(安全度) 및 내용연한(耐用年限)을 추정(推定)할 수 있는 중요한 토대가 마련되었다. 아울러, 강철도교량(鋼鐵道橋梁)을 설계함에 있어서 참조할 수 있는 다음과 같은 몇가지 중요한 특성을 밝힐 수 있었다. 같은 중량(重量)의 열차(列車)라도 차축(車軸)의 중량(重量) 및 차량(車輛)의 배축(配軸)의 차이 등에 따라 피로피해(疲勞被害)가 달라짐을 확인하였다. 부재(部材)의 재료성분(材料成分)이나 제작(製作) 및 시공(施工) 중의 결함(缺陷), 혹은 부식(腐蝕)이나 마모 등이 있는 부분에서는 피로피해(疲勞被害)가 큰 것을 알았다. 지간(支間) 및 교량형식(橋梁形式)을 여러 가지로 바꾸면서 계속해서 이와 같은 연구가 이루어진다면 더욱 유익한 자료가 얻어질 수 있으리라 사료된다.

• 한국양식학회지
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• 제6권1호
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• pp.1-12
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• 1993

일본 북해도의 망주만에서 방류양식된 가리비, Patinopecten yessoensis를 재료로 하여, 전자현미경적 및 조직화학적 관찰을 토대로 혈구의 미세구조에 따른 형태학적 동정 및 생리학적 기능을 연구한 결과는 다음과 같다. 가리비의 체내에 분포하는 혈구는 3종류로 구분되었다. I형 : 세포의 외형은 타원형으로 세포질의 전자밀도가 비교적 낮다. 타원형의 핵은 가끔 2핵으로 분엽하며 그 주변부에 소관상의 골면소포체와 액포가 발달하나, 유리 리보솜의 양은 적다. II형 : 세포의 외형은 장타원형으로 세포질은 전자밀도가 높다. 핵은 타원형으로 분엽하지 않으며 그 주변부에 소양상의 골면소포체와 유리 리보솜이 발달하나, 액포는 존재하지않는다. III형 : 세포의 외형은 원형으로 전자밀도는 3종의 혈구중 가장 높다. 핵은 차축상으로 염색질결절이 많으며 세포질에는 조면소포체가 현저하게 발달하나, 액포는 존재하지 않는다. 이들 혈구에 대한 미세구조 및 식작용에 관한 조직화학적 실험을 통하여 그 기능을 검토한 결과, I형은 주로 세균 등의 외래 물질 및 내인성 노화세포의 식작용에, II형은 영양물질의 운반에 관여하며, 특히, III형혈구는 체액성 방어기구과 관련한 모종의 단백질 생산분비 기능을 가지는 것으로 판단되었다

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.604-613
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• 2018

전 세계적으로 철도의 노후화 및 고속화 등으로 인한 열차탈선사고가 증가하고 있으며, 그로인한 인적 물적 피해가 증가하고 있는 실정이다. 특히 철도교량의 경우에는 가드레일 또는 방호벽 등을 설치하고 있으나, 이는 탈선열차차량(train body level)이 방호벽과 충돌함으로써 열차의 탈선운동을 억제하여 정지시키는데 목적이 있다. 이와 같은 차량에 의한 탈선방호는 인명피해 위험성 및 2차 피해발생 가능성이 높다. 그러므로 본 연구에서는 주행레일 사이에 일탈방호시설물(DCP, Derailment Containment Provision)을 설치하여, 차륜 또는 차축(wheel/bogie level)에서 탈선열차를 방호할 수 있는 시설물을 개발하였다. 또한, 기존 철도교량의 일탈방호성능을 확보할 수 있도록 DCP의 급속시공이 가능하도록 설계하였으며, 방호벽에 작용하는 충돌하중과 급곡선부에서의 관성력을 감소시킴으로써 일탈된 열차가 교량 밖으로의 전도 낙하방지 및 반대편 선로의 침입하는 것을 최소화 하고자 하였다. 본 논문에서는 LS-Dyna을 이용하여, 설계한 DCP의 열차 충돌위치 및 콘크리트 궤도 접합조건에 따른 거동에 대하여 해석적으로 변수연구를 수행하였다. 특히 접합조건은 접합재료의 물성치에 따라 끊어짐을 모사하는 Tiebreak contact과 완전 부착되었다고 가정하는 Perfect bond contact으로 나눠 해석적으로 검토하였다. DCP의 변위, 앵커 및 콘크리트의 응력, 변형률을 확인한 결과 Tiebreak contact이 실제 충돌하중에 대한 거동을 보다 유사하게 모사하는 것으로 판단하였다. 또한, 충돌위치에 따른 변위는 접합구간에서 가장 큰 변형이 발생하였으며, DCP 블록의 중앙에 충돌이 가해질 경우, 충돌하중이 가해지는 DCP 배면에서 휨 파괴가 발생하였다. 본 연구에서 수행한 충돌해석은 실제 충돌실험의 어려움에 의해 사전적으로 해석을 수행하였으며, 이를 바탕으로 DCP 앵커 설계변경은 필요할 것으로 판단된다.