• 대한기계학회논문집A
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• 제37권11호
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• pp.1387-1395
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• 2013

차륜 불평형은 차륜의 무게중심이 윤축의 기하학적 중심축에서 벗어나 있을 때 발생한다. 차륜 불평형을 수정하지 않고 주행하면 불평형에 의한 원심력이 차체의 진동을 발생시키게 되며 차륜의 마모를 촉진시키거나 차축 베어링에 손상을 주게 된다. 본 연구에서는 철도차량 동적해석을 통하여 차륜 불평형이 차량 임계속도와 차체 진동에 미치는 영향을 검토하였다. 차륜 불평형은 임계속도를 감소시키고 차체 공진을 유발할 수 있음을 알 수 있었다. 또한 차륜의 정적, 동적 불평형에 따른 차체진동을 해석함으로써 불평형 수정은 양면 밸런싱이 필요함을 밝혔다.

• 한국철도학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.565-575
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• 2016

철도차량 영업 운행 중 빈번히 발생하는 차륜 마모, 손상 등의 결함을 제거하기 위하여 실시되는 차륜 전삭 공정과 관련하여 전삭 전후의 차량 동적성능을 분석하였다. 전동차를 대상으로 차륜 전삭 전후의 차륜답면형상을 계측, 분석하였으며 진동 및 승차감 특성을 분석하고자 차량 주행시험을 실시하였다. 시험결과, 차륜 전삭 후 차량 진동 RMS값은 전삭 전에 비하여 저감되었으며 철도차량 기술기준에 의거 분석한 차체 진동성능은 전삭 전에 비하여 개선되었다. 승차감레벨은 전삭 전에 비하여 전삭 후 좌우, 상하방향 모두 최대 약 3dB의 개선 효과를 보였으며 주행안전성 또한 개선됨을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.175-181
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• 2016

회전체는 질량 중심선이 축의 기하학적 중심선과 일치하지 않을 때 불평형이 발생한다. 윤축은 두 개의 차륜과 한 개의 차축으로 조립되어 철도차량을 주행시키는 회전체 역할을 하고, 차륜 재질의 불균일, 마모, 윤축 조립과정의 오차 등으로 인해 불평형이 발생할 수 있다. 또한 윤축은 축의 직경이 가늘고 고속으로 회전함으로 불평형 질량에 의한 진동의 영향이 더욱 두드러지게 나타나고 이로 인해 철도차량 고속 주행 시 주행안전성 및 주행거동에 영향을 미칠 수 있다. 그러므로 본 연구에서는 차륜 불평형이 고속철도차량의 동적 거동에 미치는 영향을 철도차량 다물체 동역학 해석 도구인 VI-Rail를 이용하여 해석을 수행하였다. 해석결과에서 차륜 불평형량이 증가할수록 철도차량 대차의 임계속도가 감소됨을 확인할 수 있었고, 차륜 불평형량이 주행 중 차량동적거동 악영향을 미침으로 고속주행에서는 반드시 차륜 불평형량에 대한 관리가 필요함을 확인할 수 있었다. 또한 이 연구로 차륜 불평형량의 정적 및 동적 관리 필요성을 국내 철도차량 운영기관에 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.1178-1185
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• 2010

철도차량의 고속화가 가속화되면서 화물을 운송하던 컨테이너 차량이 차륜의 파손에 의하여 탈선하는 사고가 발생하여 많은 물적 피해가 발생하고 있으며, 이러한 철도차량의 사고는 많은 인명 피해와 물적 피해를 가져오는 대형 사고로 발전할 수 있다. 따라서 이에 대한 재발 방지를 위한 차륜의 파손 해석에 대한 연구가 필요한 실정이다. 철도차량의 차륜은 기계적 하중과 열하중를 동시에 받으며, 기계적 하중으로는 철도차량의 무게에 의한 수직하중과 곡선 구간을 운행할 때 차륜과 레일의 접촉부에 수평하중이 발생하며, 철도차량의 제동시 답면제동에 의한 반복적인 열하중을 받는다. 이러한 차륜에 발생하는 기계적 하중과 열하중은 차륜의 균열과 잔류응력 등을 발생시키는 것으로 알려져 있다. 따라서, 본 연구에서는 차량 주행 시의 브레이크 이력과 하중 조건을 고려한 열 구조 연성해석을 수행하여 차륜에 부하되는 최대응력을 추정하였으며, 이 값을 파괴역학 파라미터인 응력확대계수에 적용하여 차륜의 안전성을 평가하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.1-7
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• 2015

현재 국내 철도차량에 사용되고 있는 주요 부품의 유지와 보수를 위한 검사장비는 대부분 외국으로부터 수입하여 사용하고 있다. 특히 차륜형상 측정장비 등과 같은 일부 검사장비는 외국의 장비를 벤치 마킹하여 제작한 국산화 장비를 설치하여 사용하고 있으나, 이들 국산화 장비는 신뢰성과 성능에 많은 문제점이 발생하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구는 철도차량 차륜의 유지 및 보수를 위한 차륜형상 측정장치의 정밀도와 신뢰도 향상을 위하여 최신의 고속 하이비젼 카메라 기술과 최적화된 영상처리 알고리즘을 적용하여 차륜형상 측정시스템을 개발하였다. 신뢰성 평가 실험결과 개발된 차륜형상 측정시스템의 신뢰도는 기존 시스템에 비하여 약 10.4%의 신뢰도 향상 효과가 있음을 확인하였다.

• 철도저널
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• 제18권3호
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• pp.109-117
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• 2015

• 한국철도학회논문집
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• 제10권5호
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• pp.473-479
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• 2007

KTX 인수시험 시 차량 후미부에서 횡진동이 발생하여, 차륜의 답면구배를 1/40에서 1/20로 변경하여 횡진동 문제를 해결하였다. 그러나 차륜의 답면구배를 변경하면 차량의 임계속도 및 주행 안전성에 영향을 미치기 때문에 1/20 차륜에 대한 주행 안전성에 대한 검토 요구된다. 본 논문에서는 VAMPIRE를 이용하여 KTX 1편성 20량을 모델화하여 주행 안전성 및 임계속도를 계산하였으며, 계산결과의 타당성을 검토하기 위해서 KHST차량의 시험결과와 비교하였다. 해석결과 차륜답면이 0.3인 경우 임계속도는 375km/h이상이었으며, 차륜의 답면구배가 1/20인 경우 1/40보다 곡선 추정성이 우수한 것을 알았다. 또한 기존선 주행 시 차량의 속도향상 가능성을 파악하기 위해서 계산한 결과 직선구간에는 10%속도 향상이 가능하지만, 곡선구간에는 기존차량의 속도와 동일하게 운행하는 것이 유리하다는 것을 알았다.

• 터널과지하공간
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• 제16권4호
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• pp.288-295
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• 2006

본 연구에서는 발파 및 지진발생으로 인한 횡방향 지반진동에 대하여 KTX 차량 및 부산지하철을 대상으로 주행안전성을 평가하였다. 이를 위하여 휠/레일 상호작용 해석 WERIA프로그램인 프로그램을 이용하여 철도차량의 동적거동을 시뮬레이션 하였다. 또한 횡방향 지반진동이 철도차량에 유발할 수 있는 차륜/레일간의 큰 상대변위를 고려하기 위하여 차륜/레일간 접촉면의 기하학적 형상과 크리프힘을 반영하였다. 입력하중은 국내의 내진규정 특성에 부합하는 인공지진과 공사중 발생하는 발파진동을 사용하였다. 해석 결과 차륜/레일간의 상대변위와 탈선계수를 산정하여 철도 차량의 주행안전성을 평가한 결과 탈선가능성은 없는 것으로 나타났다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.1757_1758
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• 2009

본 논문에서는 철도차량의 능동조향시스템 연구를 위한 축소 조향대차의 장애물 검지시스템 구축에 대여 연구하였다. 철도차량에서 능동조향이란 곡선부 주행 시 차륜/레일 접촉에 의한 승차감 저하 및 차륜/레일의 마모와 소음을 줄이고, 고속주행을 위한 조향성능 및 주행안정성을 확보하기 위한 휠셋의 제어기술이다. 따라서 논문에서는 조향제어전략 및 제어기법을 연구하기 위한 축소 차량모델(견인대차와 조향대차로 구성)의 개발과정으로서 자동운전을 위한 장애물 검지시스템에 대한 연구를 수행하였으며 주행실험을 통해 그 성능을 검증하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.1-8
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• 2012

윤축 동역학 해석은 철도차량 동역학 해석의 정밀도를 결정하는 핵심 요소이다. 본 연구에서는 정밀한 3차원 차륜-레일 접촉 해석을 윤축의 강체 운동 방정식에 적용하는 방법으로 3차원 윤축 동역학 해석을 수행하였다. 곡선 주행시 플랜지 접촉에 의해 차륜-레일 2점 접촉이 발생할 때 윤축의 동역학 해석이 가능한 수치해석 절차를 개발하였다. 윤축의 구속조건식과 강체 동역학 방정식을 Runge-Kutta 방법을 이용하여 수치적분을 수행하였다. 제안된 윤축 동역학 해석 결과는 VI-RAIL을 이용한 해석결과와 비교 분석하여 타당성을 검증하였다.