• 한국철도학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.111-119
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• 2017

이 연구에서는 자기부상열차-가이드웨이 상호작용을 고려하여 자기부상철도 가이드웨이 구조물의 진동사용성을 고려한 처짐한계를 제안한다. 간략화된 자기부상철도 시스템의 운동방정식을 유도하고, 자기부상력 제어를 위한 되먹임 상수가 부상공극의 변동량이 최소가 되도록 최적화한다. 이 시스템에 대하여 자기부상열차의 운행속도, 가이드웨이 경간장, 2차 현가장치의 고유진동수와 감쇠비를 변화시켜 가며, 부상공극의 크기와 차체의 연직가속도에 대한 사용성 기준을 만족하는 가이드웨이의 처짐한계를 조사한다. 해석 결과로부터 자기부상열차의 2차 현가장치에 대한 요구 조건과 가이드웨이 구조물이 만족시켜야 하는 처짐한계를 제안한다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.761-765
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• 2008

This study presents an effective methodology on integrated monitoring system for a maglev guideway using WDM-based FBG sensors. The measuring quantities include both local and global quantities of the guideway response, such as stains, curvatures, and vertical deflections. The strains are directly measured from multiplexed FBG sensors at various locations of the test bridge followed by curvature calculations based on the plane section assumption. Vertical deflections are then estimated using the Bernoulli beam theory and regression analysis. Frequency contents obtained from the proposed method are compared with those from a conventional accelerometer. Verification tests were conducted on the newly-developed Korean Maglev test track. It has been shown that good agreement between the measured deflection and the estimated deflection is achieved. The difference between the two peak displacements was only 3.5% in maximum and the correlations between data from two sensing systems are overall very good. This confirms that the proposed technique is capable of tracing the dynamic behavior of the maglev guideway with an acceptable accuracy. Furthermore, it is expected that the proposed scheme provides an effective tool for monitoring the behavior of the maglev guideway structures without electro magnetic interference.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권2D호
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• pp.295-303
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• 2009

본 연구에서는 가이드웨이의 특성이 중저속 자기부상열차의 주행성에 미치는 영향을 파악하는데 목적을 두고 있다. 이를 위하여 자기 공극의 피드백을 포함한 2자유도 차량에 대한 운동방정식을 구성하고, 최적능동제어기법을 적용하여 수치해석을 수행하였다. 매개변수 연구로 차량 속도, 레일조도, 교량 처짐, 경간의 연속성, 경간장 등이 UTM-01 자기부상열차의 응답에 미치는 영향을 파악하였다. 해석 결과를 보면, 차량 설계속도 내에서는 차량의 응답이 크게 증가하지 않고 일정한 수준을 유지하였으며, 차량의 응답은 주로 가이드웨이 처짐에 의하여 지배를 받은 것으로 나타났다. 결론적으로 차량 공극의 변화를 줄여서 주행성을 향상시키려면 가이드웨이의 최대 처짐을 작게 하고, 단순거더 보다는 연속거더 구조로 구성하는 것이 유리한 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.367-374
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• 2020

승객에게 편안한 승차감을 제공할 수 있도록 자기부상열차 차체 연직가속도의 진동크기에 대한 기준을 제시하고 이를 만족하는 가이드웨이 구조물의 처짐한계를 제안한다. 차량-구조물 상호작용을 고려한 해석기법을 사용하여 자기부상열차 시스템의 매개변수 해석을 수행하고, 차체 연직가속도에 대한 기준을 만족할 수 있는 가이드웨이 구조물의 처짐한계를 L/300로 제안한다. 이를 실제 자기부상열차 시스템의 동적 해석에 적용하여 제안한 처짐한계의 적절성을 검토한다. 기존의 자기부상철도 가이드웨이 구조물의 설계 기준과 비교하였을 때, 이 연구에서 제안한 처짐한계를 적용하면 경제적인 가이드웨이 구조물의 설계와 시공이 가능할 것으로 기대된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제82권1호
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• pp.1-16
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• 2022

This work elaborately investigates the influences of the guideway geometry parameters and track irregularity on the dynamic performances of the suspended monorail vehicle-guideway system (SMVGS). Firstly, a spatial dynamic analysis model of the SMVGS is established by adopting ANSYS parameter design language. Then, the dynamic interaction between a vehicle with maximum design load and guideway is investigated by numerical simulation and field tests, revealing the vehicle-guideway dynamic features. Subsequently, the influences of the guideway geometry parameters and track irregularity on the dynamic performances of the SMVGS are analyzed and discussed in detail, and the reasonable ranges of several key geometry parameters of the guideway are also obtained. Results show that the vehicle-guideway dynamic responses change nonlinearly with an increase of the guideway span, and especially the guideway dynamic performances can be effectively improved by reducing the guideway span; based on a comprehensive consideration of all performance indices of the SMVGS, the deflection-span ratio of the suspended monorail guideway is finally recommended to be 1/1054~1/868. The train load could cause a large bending deformation of the pier, which would intensify the car-body lateral displacement and decrease the vehicle riding comfort; to well limit the bending deformation of the pier, its cross-section dimension is suggested to be more than 0.8 m×0.8 m. The addition of the track irregularity amplitude has small influences on the displacements and stress of the guideway; however, it would significantly increase the vehicle-guideway vibrations and rate of load reduction of the driving tyre.

• 한국지진공학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.1-9
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• 2011

자기부상열차가 중 저속 및 초고속 주행 시 차량의 주행특성 및 교량의 동적 응답 결과를 제시하고자 한다. 수직 자유도 및 회전 자유도를 포함한 10자유도 자기부상열차에 대한 운동방정식을 유도하고, 모드 중첩법을 이용하여 교량의 운동방정식을 구성하였다. 또한 제어 방법으로 UTM01제어기법을 적용하여 수치해석을 수행하였다. 해석 예제로 노면조도, 가이드웨이의 처짐비, 차량 속도 등이 교량의 처짐과 차량의 부상공극 및 여러 가지 변수에 미치는 영향을 파악하였다. 부상공극은 조도의 조건에 따라 그 차이가 확연히 드러나고 또한 자기부상열차의 속도가 증가함에 따라 부상공극이 증가함을 알 수 있었다. 그리고 자기부상열차가 중, 저속 주행 시에는 교량에 대한 영향이 미비하지만 초고속 주행 시 교량에 대한 동적확대계수가 큰 값을 보여주었다.

• Coupled systems mechanics
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• 제1권1호
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• pp.39-57
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• 2012

This study intends to explore dynamic interaction behaviors between actively controlled maglev vehicle and guideway girders by considering the nonlinear forms of electromagnetic force and current exactly. For this, governing equations for the maglev vehicle with ten degrees of freedom are derived by considering the nonlinear equation of electromagnetic force, surface irregularity, and the deflection of the guideway girder. Next, equations of motion of the guideway girder, based on the mode superposition method, are obtained by applying the UTM-01 control algorithm for electromagnetic suspension to make the maglev vehicle system stable. Finally, the numerical studies under various conditions are carried out to investigate the dynamic characteristics of the maglev system based on consideration of the linear and nonlinear electromagnetic forces. From numerical simulation, it is observed that the dynamic responses between nonlinear and linear analysis make little difference in the stable region. But unstable responses in nonlinear analysis under poor conditions can sometimes be obtained because the nominal air-gap is too small to control the maglev vehicle stably. However, it is demonstrated that this unstable phenomenon can be removed by making the nominal air-gap related to electromagnetic force larger. Consequently it is judged that the nonlinear analysis method considering the nonlinear equations of electromagnetic force and current can provide more realistic solutions than the linear analysis.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.291-295
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• 2007

The irregularities in the guideways used in the Maglev transportation system that result from surface roughness and deflection of guideway have strong effects on the dynamic characteristics of Maglev vehicles, because the electromagnetic suspension of Maglev vehicles strongly interacts with the guideway. For this reason, a numerical prediction of air gap responses to these irregularities is desirable to improve aspects of running performance, such as stability and passenger comfort, while minimizing aesthetic impact and construction cost. This paper presents a procedure to predict the air gap response which is a criteria for stability, and investigates the responses with the goal of attaining higher travel speeds in the urban Maglev vehicle UTM-01 utilizing electromagnetic suspension.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권12호
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• pp.1559-1565
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• 2013

고가가이드웨이를 주행하는 상전도흡인식 자기부상열차(EMS-Type Maglev)는 가이드웨이의 유연성으로 인하여 전자석 현가시스템과 동적 상호작용을 일으켜 부상공극에 영향을 미친다. 특히, 전체 건설비를 줄이기 위하여 경량화 가이드웨이를 지향하면서 시스템 설계단계부터 차량과 가이드웨이 사이의 동적상호작용 해석에 의한 심도 있는 부상공극 분석이 더욱 필요하다. 본 논문에서는 보다 정교한 차량/가이드웨이 동적상호작용 해석모델이 제안된다. 제안된 모델은 가상시제 기반의 3 차원 전체차량, 모달합성법에 의한 유연 가이드웨이 및 피드백 제어기가 포함된 부상전자석의 동적 모델들이 하나로 통합된 것이다. 제안된 모델을 도시형 자기부상열차에 적용하여 차량의 속도와 레일조도가 부상공극 및 가이드웨이에 미치는 영향을 분석하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제9권5호
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• pp.590-597
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• 1985

본 논문에서는 위치오차는 가공전 밀링베드를 수치제어 장치를 이용하여 가공 면에 수직한 방향으로 움직여 수치제어 장치인 스텝모우터의 분해능 한계 내에서 보정 하고 또한 공구휨에 상당하는 만큼 이 송속도를 더함으로써 제어하며, 파형오차는 이 송속도와 공구처짐 사이의 관계를 수정된 Taylor의 공구식으로 모형화하고 절삭공정중 이송속도를 적절히 조절하여 공구의 휨양을 제어함으로써 스텝모우터를 갖는 밀링머시 인에서 길이 508mm,두께 20mm의 두꺼운 철판을 평면절삭하는 경우 직진도오차를 최소 로 하는 GAC 방법을 개발하였다.측정은 밀링머시인 자체의 구조적, 동적변화나 절삭 조건의 변화, 공구의 재질 및 마멸상태의 변화, 공작물의 재질 변화등에 적응할 수 있 도록 Fig. 2에 보인 바와 같이 등간격으로 배열된 100개의 위치에서 가공후(post-pro- cess)측정을 통하여 취하였고, 절삭계수의 추정은 측정점을 각각 10개씩 10개의 구간 으로 묶어 각 구간에서의 계의 특성이 변하지 않는다는 가정하에서 계수를 지수가중 반복최소 자승(exponentially weighted recursive least squares, EWRLS)법을 이용하 여 추정하였고, 실제 절삭작업중 모델의 계수변화에 대한 사전 지식이 없이도 이들 계 수들을 보정시킴으로써 최적의 직진도를 얻을 수 있는 절삭조건을 제시하였다. 그리 고 이 방법의 도입으로 단일(SINGLE-PASS)밀링작업이 가능함을 보였고 또한 방법의 타 당성을 증명하기 위하여 여러 경우의 절삭상태에서 실험을 수행하였다.