• 대한기계학회논문집A
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• 제38권7호
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• pp.765-770
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• 2014

본 논문에서는 복합재 대차프레임 볼트 체결부의 내구성 향상 방안에 대한 연구를 다루고 있다. 이를 위해, 인서트와 나사산 유무에 따른 3가지 경우를 고려하여 볼트 체결부에 대한 시험 및 해석을 통해 인서트 형태 및 유무에 미치는 영향을 평가하였다. 제안된 볼트 체결부의 구조 성능은 ASTM D5961에 의거한 시험을 통해 비교 평가하였다. 시험결과, 나사산이 없는 인서트를 갖는 볼트 체결부가 가장 적합한 것으로 확인되었다. 또한, 볼트 체결부를 고려한 복합재 대차프레임에 대한 구조 안전성 평가를 JIS E 4207에 의거하여 유한요소해석을 통해 평가하였다. 복합재 구조물은 Tsai-Wu 파손기준식에 의해 파손평가를 적용하였고, 볼트 체결부와 같은 금속재 구조물은 Von-Mises 파손기준식에 의해 평가하였다. 이때, 볼트 체결부의 경우에는 상세한 구조해석 결과 검토를 위해 서브모델링 기법을 적용하였다. 구조해석결과, 나사산이 없는 인서트가 적용된 볼트 체결부의 경우에는 볼트 체결부 주위의 복합재 구조물에 발생하는 Tsai-Wu 파손지수가 다른 경우에 비해 약 50% 감소하는 경향을 보였는데, 이는 나사선이 없는 인서트 형상이 복합재 대차프레임 볼트 체결부의 내구성을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.1-8
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• 2010

현재 국내에서 연구 개발 중인 자기부상열차는 대차 프레임에 장착되어 있는 전자석에서 부상과 안내가 이루어지고 역시 대차 사이드프레임 하단에 위치한 리니어모터에서 추진력을 발생하여 주행하는 방식으로 되어있다. 본 논문에서는 자기부상차량이 다양한 주행시나리오에 따라 부상 주행시 대차프레임의 수명평가를 예측하기 위한 방법에 대하여 연구하였다. 이를 위하여 가이드레일의 불규칙도를 고려한 동역학해석에서 구한 동하중을 이용하여 대차의 진동특성을 고려한 내구해석을 수행하고 기존의 정적내구해석에서 나타나지 않았던 취약부위를 추가적으로 검토할 수 있었다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제14권10호
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• pp.962-967
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• 2004

A bogie is the device that connects a car body and wheel sets of a rail vehicle. It is the critical component that determine:; the running safety, The bogie consists of a frame, suspensions, brakes and wheel sets. Various analyses including a numerical simulation using a finite element method, a static load test, a fatigue test, ai)d r running test should be carried out to design the bogie. However cracks have been found at some end beams of the bogies mounted on the freight cars running with the high speed. The cracks of the end beam results in deterioration of the brake performance an the running safety, A new design has been suggested to solve this problem by ROTEM company and it's performance has been tested in this paper. Numerical simulations and dynamic tests are carried out to figure out the causes of cracks in the conventional bogie, and the vibrational characteristics of the improved bogie are compared with those of the conventional one.

• 한국철도학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.321-327
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• 2014

본 연구에서는 구속된 다물체계의 비선형 운동방정식으로부터 QR분해법을 이용하여 선형 운동방정식을 유도하는 방법을 제시하였다. 다물체계의 선형 진동 방정식을 철도차량 대차에 적용하여 대차의 고유 진동모드를 구하고 레일의 변위 입력에 대한 대차프레임의 전달 함수를 구하여 대차의 진동 특성을 분석하였다. 대차의 고유 모드는 35Hz이하에서 나타났고 198Hz이상에서 국부모드가 계산되었다. 대차 프레임의 수직변위 전달함수는 수직변위 모드와 피치 모드가 속도에 영향을 받기 때문에 속도에 따라 변화하는 것으로 나타났다. 횡방향 전달함수는 매우 작게 나타났으며 전후방향 전달함수는 속도에 관계없이 전후방향 변위 모드가 주로 가진되는 것으로 나타났다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.147-154
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• 2001

Dynamic behavior of high speed train is very important because the high speed train should be safe and satisfied with the ride comfort. An eddy current brake system is mounted on trailer bogie and wheelset. The eddy current braking force longitudinally exerts on the articulated trailer bogie and the attraction force vertically exerts on the wheelset. Because a frame of eddy current brake system is flexible, these forces generate the vertical vibration at middle point of the frame. Also, the vibration change the vertical clearance between an electromagnet and top of rail which affect the magnitude of braking and attracting forces. Therefore, the dynamic behavior of the eddy current braking system must be predicted for design the dynamic characteristic of its mounting system when normally operate on rail which have irregularity. Vampire program is used for Prediction of the dynamic behavior of an eddy current braking system.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2001년도 추계학술대회논문집 II
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• pp.1293-1299
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• 2001

The purpose of this study is to analyze the effects of the parameters of the mass ratio of the car body and the bogie frame in railway rolling-stock for KT-23 type passenger vehicle. According to the results of simulation and the small scale car test. optimal condition was obtained for the mass ratio of the car body and the bogie frame. Also. it is usefull to improve the technology of the ride quality of passenger vehicle.

• Composites Research
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• 제23권6호
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• pp.19-25
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• 2010

본 논문은 유리섬유/에폭시 4-매 주자직 적층 복합재와 PVC 폼 코어로 제작된 철도차량용 복합재 대차프레임의 금속재 체결부 볼트 위치 최적화 연구에 대해 서술했다. 최적화 해석은 APDL(Ansys Parameter Design Language)을 이용한 서브모델링 기법을 적용하였으며 부분문제 근사방법에 의한 최적화를 수행하였다. 이때, 최적화 해석에 적용된 서브모델링 기법은 관심영역을 포함한 부분모델에 대한 계산을 재수행 함으로써 해석에 소요되는 시간을 절약하고 상세한 결과를 도출 할 수 있다. 복합재 대차프레임의 구조해석은 JIS E 4207에 의거하여 수행하였다. 서브모델링 기법을 적용한 복합재 대차프레임의 최적화 해석은 전체모델에 대한 결과에 비해 요소망 밀도의 조절을 통한 해석시간 절약과 상세한 결과를 얻을 수 있으며, 또한 볼트위치의 최적화로 인해 보다 낮은 Von-Mises 응력값이 나타남을 확인하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제25권10호
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• pp.77-83
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• 2008

In terms of saving costs, energy and materials, the weight of cars has been gradually reduced by optimizing design of structure, which also gives us good performance. In compliance with this, it should satisfy the lifetime of cars for 25 years under the operation. The purpose of this study is to evaluate the strength of fatigue using date from strain gauges attached carbody and bogie frame. This dynamic stress can be evaluated using S-N curve based on stress amplitude. Modified S-N curve by CORTON-DOLAN is used for more conservative and substantial evaluation. In addition, !he loadings itself of carbody and bogie frame are considered by calculating the rate of the differences which are occurred between empty car and fuiiy occupied car with passengers. Rainflow cycle counting method is applied to arrange the stress data for the modified S-N curve to predict lifetime of the materials. Conclusively the cumulative damages are not only calculated by Miner's Rule, but the safety factors are also determined by Goodman diagram.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집C
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• pp.345-350
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• 2001

Dynamic behavior of high speed train is very important because the high speed train should be safe and satisfied with the ride comfort. An eddy current brake system is mounted on trailer bogie and wheelset. The eddy current braking force longitudinally exerts on the articulated trailer bogie and the attraction force vertically exerts on the wheelset. Because a frame of eddy current brake system is flexible, these forces generate the vertical vibration at middle point of the frame. Also, the vibration change the vertical clearance between an electromagnet and top of rail which affect the magnitude of braking and attracting forces. Therefore, the dynamic behavior of the eddy current braking system must be predicted for design the dynamic characteristic of its mounting system when normally operate on rail which have irregularity. Vampire program is used for prediction of the dynamic behavior of an eddy current braking system. Five design variables and five performance index are considered for optimization through D-optimal experimental design in this paper. Also model center is used to search the optimal point for sum of performance index with variational matric method.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.887-892
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• 2004

On curved rail, the speed of train must be reduced in order to keep riding comfort. So, the train has the speed limitation in conventional railway line. But if the train has the tilting mechanism, the speed of train is able to be increased while maintaining the riding comfort. Generally, the tilting train is faster than the non-tilting train about 30% in curve. The tilting train technology and reduction of travel time has been carefully investigated by KRRI (Korea Railroad Research Institute). Based on the primary research result from KRRI, tilting control system and tilting operation interlace are considered its core technology to apply tilting train to Korean conventional railway. In this paper application of non-tilting pantograph to tilting system will be introduced. New type of bogie frame and system modification of vehicle are invented to apply non-tilting pantograph to tilting train.