• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2002년도 추계학술대회 논문집(II)
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• pp.1094-1099
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• 2002

In this paper, a numerical method for vehicle-track interaction analysis is developed to evaluate vertical dynamic force subjected to rail surface. A vehicle is modelled by lumped masses system and track by multi layered continuous beam system. The equation of motion of vehicle and track interaction system is derived by considering compatibility condition at the contact points between wheel and rail. The input vibration source is given by the empirical formula of power spectral density of track irregularity, which is suggested by FRA. Using this method, dynamic impact factors with the train speed are evaluated.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.119-125
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• 2016

본 논문에서는 기존 휠-레일 고속열차에 자기부상열차의 추진방법을 적용한 하이브리드 방식의 고속열차의 주행 동특성에 대해서 연구하였다. 초전도 선형동기전동기를 추진 동력으로 하는 휠-레일 방식의 고속열차는 강력한 추진력을 지니면서도 자기부상열차에 비해 기존 선로와의 호환성 및 경제성 측면에서 유리할 것으로 예상된다. 본 논문에서는 초전도 선형동기전동기를 기존의 휠-레일 고속철도에 적용하는 두 가지 방안에 대해서, 초전도 선형동기전동기 추진이 휠-레일 고속열차의 동특성에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 초전도 선형동기전동기의 회전자와 고정자의 상호 작용을 검토하고 이를 포함한 차량의 동특성 모델을 구축하였다. 구축된 모델을 이용한 시뮬레이션을 통해 초전도 선형동기전동기의 회전자와 고정자의 상호 작용이 주행 중 고속 안정성, 승차감 및 가이드웨이 불규칙도에 미는 영향을 분석하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.363-373
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• 2015

본 논문은 휠-레일 사이의 접촉메카니즘을 이용하여 휠과 레일 사이의 분리를 허용하고, 횡 방향으로의 플랜지 접촉을 허용하는 비선형 동적 상호작용 해석법을 제시하는데 그 목적이 있다. 먼저 휠-레일 사이의 상호작용력을 압축스프링으로 이상화한 스프링 모델과 휠-레일 사이가 항상 접촉하고 있다는 가정하에 적용되는 non-jump모델에 대해 간략히 소개한 후 접촉메카니즘을 이용한 비선형 접촉모델에 대해 기술한다. 위 3가지 모델에 대한 수치해석 결과를 비교하기 위하여, 단순보 위를 지나가는 KTX열차에 대해 휠-레일 사이의 상호작용력을 각각 적용하여 동적 응답을 비교 분석하였다. 또한 특정 조건하에 플랜지 접촉을 강제 발생시켜 횡방향 응답의 변화를 살펴보았다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.743-748
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• 2007

The important factor to evaluate the running safety of a railway vehicle would be the interaction force between wheel and rail(derailment coefficient), for which is one of important factors to check the running safety of a railway vehicle that may cause a tragic accident. Especially, a newly developed vehicle that first runs commercially requires necessarily the measurement and evaluation of derailment coefficient for securing the safety of a vehicle while measuring the derailment coefficient in view of securing running safety could be the more important factor than any other factors. In this paper, examined possibility that can forecast derailment possibility to behavior of only vibration and displacement by measuring vibration acceleration and displacement in vehicles that travel actuality rail track, and compares with data of wheel load/lateral force result.

• International Journal of Railway
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• 제5권4호
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• pp.156-162
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• 2012

When a vehicle passes through turnout, it is required to minimize the changes of lateral force for running safety of vehicle. Therefore, it is necessary to analyze interaction between the vehicle and the turnout in order to estimate the lateral force and the derailment coefficient on the turnout. In this paper, analysis model of the vehicle and turnout are established and analysis is carried out when the vehicle passes through turnout in order to improve running safety of the vehicle on turnout. To verify the vehicle and turnout analysis model, the contact points between wheel and rail and the influence of changing cradle and tongue rail are also discussed.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권6호
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• pp.859-864
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• 2009

현재 철도차량이 분기기 통과 시에 횡압의 변화를 최소화하는 설계가 요구되고 있다. 따라서 차량이 분기기를 통과하는 경우에 분기기에 작용하는 횡압 및 탈선계수를 예측하기 위하여 차량과 분기기간의 상호작용에 따른 동역학 해석을 수행하여야 한다. 본 연구에서는 분기기에서 차량의 주행안전성을 향상시키기 위하여 차량 및 분기기 해석모델 구축, 분기기 통과시의 주행안전성 해석을 수행하였다. 또한 차량 및 분기기 모델의 검증을 위해 분기기 통과 시에 차륜과 레일 사이의 접촉점 위치 해석과 텅레일 및 크래들부의 단면 변화에 따른 분기기에서의 차량의 주행안전성 해석을 수행하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2009년도 춘계학술대회 논문집 특별세미나,특별/일반세션
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• pp.379-384
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• 2009

It is of great importance to assure the running safety and ride comfort in designing the floating slab track for the mitigation of train-induced vibration. In this paper, for this, analyzed are the system requirements for the running safety and ride comfort, and then, the behavior of train and track at the transition zone between the floating slab track and the conventional concrete slab track according to several main design variables such as spring constant, damping coefficient, spacing and arrangement of isolators and slab length, using the dynamic analysis technique considering the train-track interaction. The results of numerical analysis demonstrate that the discontinuity of the support stiffness at the transition results in a drastic increase of the vertical vibration acceleration of the train body, wheel-rail interaction force, rail bending stress and uplift force. The increase becomes higher with the decrease of the spring constant of isolators and the increase of the isolator spacing, but the damping ratio does not significantly affect the behavior of train and track at the transition. Therefore, to assure the running safety and ride comfort, simultaneously increasing the effectiveness of vibration isolation, it is effective to minimize the relative vertical offset between the floating slab and the conventional track slab by adjusting the spring constant and spacing of isolators at the transition.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권6D호
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• pp.895-904
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• 2008

장대레일은 동절기에 중위온도 이하로 떨어져 레일의 인장파단에 의해 개구부가 발생할 수 있다. 레일 파단을 미리 감지 못하는 경우에 개구부에서 동적하중에 의해서 차륜과 레일의 파손이 발생할 수 있으며, 열차주행 안전성이 감소될 수 있다. 본 연구에서는 개구부에서의 궤도와 차량의 동적거동 분석을 위해 레일 파단시 개구부에서의 궤도와 차량의 상호작용을 고려한 동적해석모델을 제안하였다. 궤도와 차량의 선형시스템은 비선형 헤르찌안 접촉 스프링에 의해 연성되었으며 전체 궤도-차량 시스템 운동방정식을 정식화하였다. 그리고 개구부에서의 상호작용 현상을 고려하여 궤도 불균일부의 함수를 정의하고 개구부에서의 전후방 레일 사이의 개구량을 고려하였다. 비선형 방정식을 풀기위해 동적해석은 $Newmark-{\beta}$ 방법에 의해 수행되었다. 그리고 차량속도, 개구량, 레일지지강성에 따른 매개변수에 대한 궤도-차량의 동적상호작용해석을 수행하였고 변수에 대한 영향을 분석하였다.

• International Journal of Railway
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• 제2권2호
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• pp.43-49
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• 2009

Wear and rolling contact fatigue (RCF) defects are most important causes of rail damage, and often interaction competitive at present railway track. Head check is one of rolling contact fatigue (RCF) defects, and generally occurs in mild circular curves and transition curves that are set at both ends of sharp circular curves. Wear tends to limit the crack growth of head checks by removing the material from the RCF surface. In order to clarify the conditions of the occurrence and growth of head checks, the authors measured the interacting forces between wheels and rails and the angle of attack of wheelset, and carried out contact analyses using the actual profile data of wheels and rails. The effects of the lateral force, the contact geometry, and the wear rate at rail gauge comer on the formation of head checks were also analyzed by using the worn profiles of actual wheels and rails and the data obtained by a track inspection car. Some specific range of wear rate at the gauge comer was identified as having close relation with occurrence of head checks.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.351-357
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• 2007

The transition zone between railway embankment and structures, or different track types is known to be an area in which problems often arise and where extra care needs to be taken with maintenance. Differences in track stiffness have dynamic effects and these increase the force in the track and the extent of deformation. In this study, the criteria for the change ratio of track stiffness along transition area, and proper transition length are presented through train/track interaction analyses. Those are derived on the basis of permissible limitations of train and track performances such as rail stress, uplift force of fastener, reduction of dynamic wheel force, and acceleration of car body. A feasible method of evaluation of track stiffness which is necessary when a designer reviews whether the criteria are satisfied or not is also presented.