• 한국철도학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.173-178
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• 2010

전기철도는 전력공급시스템과 전기차로 구성되어 있다. 전기철도의 전기차는 대규모의 견인력을 얻을 수 있어 대량수송과 고속운전에 적합하다. 전기차는 모터블록과 견인전동기에 의해서 구동되며, 지령속도에 따라 모터블록에서 견인전동기에 전력을 공급하여 속도가 제어된다. 전기차의 속도제어는 모터블록과 견인전동기의 최소 에너지로 속도를 제어하는 것이 목표이다. 최근의 견인전동기는 직류 및 동기전동기에서 유도전동기를 사용하고 있다. 대부분의 유도전동기는 벡터제어기법을 사용하여 유도전동기의 속도를 제어한다. 본 논문에서는 유도전동기의 벡터제어기법을 이용하여 유도전동기의 속도를 제어하였다. Simulink를 이용하여 제어시스템을 모델링하고, PI 제어기와 Hysteresis 제어기를 이용하여 펄스를 제어하여 전동기의 속도를 제어하였다. 실시간 제어를 위해 IGBT 인버터를 사용하였고, 유도전동기 구동실험에 의해 시스템 성능을 입증하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권7호
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• pp.817-822
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• 2014

경춘 복선의 일반 전동열차와 준 고속 열차인 ITX-청춘이 개통된 이래, 서울과 춘천을 오가는 유동인구가 급증하고 있다. 이는 대용량성과 저렴한 요금, 운행의 정시성 및 안전성 측면에서 다른 교통수단에 비해 철도 운송의 경쟁력이 높기 때문이다. 그러나 실내소음 측면에서는 전동 열차에 대한 승객들의 불만이 상당하다. 특히 터널 구간에서 실내소음은 급격히 높아져 대화에도 지장을 줄 정도이다. 본 연구에서는 경춘선 일반 전동 열차와 ITX-청춘 열차를 대상으로 정상 주행 중의 실내소음 특성을 비교 분석한다. 개활지, 터널 및 교량에서의 소음 레벨, 주파수 특성과 음질 지수를 분석하고, 실내 위치에 따른 소음레벨의 차이를 비교하여 소음의 전달 경로를 파악함으로써 향후 전동 열차의 실내소음 향상을 위한 기초 정보를 제공하고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권12호
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• pp.5689-5695
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• 2012

본 연구에서는 차량에 적용되는 시트 재질인 폴리우레탄 폼의 점탄성 특성을 고려하여 시트와 인체의 진동특성을 시험 및 수치해석 방법을 이용하여 분석하였다. 압축 시험을 통해 폴리우레탄 폼의 점탄성 특성인 비선형성과 준-정역학적 특성을 구하였다. 또한 컨벌루션 적분법 및 비선형 강성 모델을 이용하여 폴리우레탄 폼의 점탄성 특성을 수학적으로 모델링하였다. 시트의 승차감 기여도를 분석하기 위하여 시트의 동역학 모델과 ISO5982의 표준 인체 수직진동 모델을 이용하여 수직 진동모델을 구성하고 관련 운동방정식을 유도하였다. 비선형 운동방정식은 Runge-Kutta 적분법을 이용하여 수치해석 시뮬레이션을 수행하였다. 철도차량의 차체 바닥에서 측정한 진동가속도 입력에 대한 시트와 인체의 응답 특성을 분석하고 시트 설계 파라미터에 대한 승차감 지수 값들의 변화를 분석하여 시트 설계에 대한 방법론을 제시하고자 한다.

• 한국철도학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.61-68
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• 2008

교통하중이 작용하는 노반의 응력-변형율 간의 상관성의 특징을 나타내기 위하여 회복탄성계수가 사용되어왔다. 최근 도로의 경우 노반의 설계에 있어 AASHTO에서 제안된 역학적-경험적 설계가이드에 따라 회복탄성계소의 사용이 더욱 권장되는 실정이다. 이에 비해 국내 철도의 노반설계에 있어서는 정적실험 결과인 $K_{30}$이나 변형계수를 사용하고 있는 실정이다. 따라서 철도노반의 설계에 있어 회복탄성계수의 적용 가능성에 대한 평가가 이루어져야 할 것이다. 본 연구에서는 14종의 점성토 흙에 대하여 회복 및 영구변형 특성에 대한 평가를 위하여 기본 물성실험, 일축압축실험 그리고 회복탄성계수 실험을 수행하였다. 또한 일축압축 실험결과와 접선탄성계수, 일축압축강도, 파괴시 변형율 첨두 강도에서의 할선탄성계수와 항복변형율을 바탕으로 회복탄성계수 추정을 위한 예측모델이 제안되었다. 본 연구에서 제안된 예측모델은 실측결과와의 비교시 만족할 만한 값을 보이는 것으로 확인되었다. 다만 회복탄성계수 실험시 발생하는 영구변형에 대해서는 현재 고려하고 있지 않다.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.108-118
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• 2010

본 논문은 1948년 영국철도의 국유화이후 최근 2007년까지 철도정책의 변화과정을 분석하였다. 영국철도는 철도국유화 이후 1994년 민영화 그리고 2000년 대형 철도사고 이후 정부기능 강화, 철도를 통한 환경문제의 적극적인 해결, EU철도법의 국내법 적용 등 새로운 변화가 나타나고 있다. 본 논문에서는 1948년 이후 각 정당의 철도정책과 정책변화요인 그리고 민영화이후의 정책에 따른 수송량의 등의 변화 등을 정성적으로 분석하였다. 본 연구에서 영국철도정책의 변화는 집권정당의 이념, 교통 혼잡과 지구온난화, EU통합철도운영 등의 외부적 요인과 철도사고 등의 내부요인 등에 기인하는 것으로 분석되었다. 본 연구에서 밝혀낸 영국철도정책의 특징은 첫째 철도정책이 국유화, 민영화를 거듭하면서도 어느 정도 일관된 철도정책이 있었다는 것이다. 이는 1974년 철도법이후 철도의 사회적 역할에 대한 명확한 인식에서 비롯한다. 두 번째로는 철도를 도로와 연관하여 생각하는 종합교통정책이 지속되었다는 것이다. 세 번째로는 환경문제의 해결에 철도가 적극적인 역할을 하고 있다는 것이다. 이러한 변화는 새로운 철도정책을 모색하는 우리에게 시사점을 주고 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권8호
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• pp.835-841
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• 2012

철도차량의 제동 디스크에 사용될 수 있는 주물재료 4 종에 대해 인장강도, 압축강도, 경도, 비열, 비중, 열전도도 등 여러 특성값을 측정하였다. Ni, Cr, Mo 의 조성비에 따라 인장강도, 압축강도, 경도 등을 조절할 수 있었다. 이들 재료에 대해 열피로 시험을 수행할 수 있는 장치를 사용하여 원통형 시편에 대해 열크랙의 발생과 길이를 측정하여 재료의 내열성을 평가하였다. 그리고 열피로 시험과정을 유한요소법으로 해석하고 Manson-Coffin 식과 주변형률을 이용하여 열피로수명을 평가하여 시험결과와 비교, 검토하였다. 해석에 의한 예측수명은 관찰영역의 균열의 총 길이가 $40{\mu}m{\sim}1mm$ 사이에 있을 때의 수명에 해당함을 알 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권6호
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• pp.723-730
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• 2013

기존선에서의 속도향상을 저해하는 요인은 매우 다양하지만, 그 중 분기기 통과속도 제한규정을 가장 대표적 사례로 손꼽히고 있다. 현재, 기존선 분기기의 직선측 최고 통과속도는 일반 선로의 차량 최고 주행속도에 비하여 낮은 속도로 제한되어 운행하고 있으며 분기기내에서 주행속도를 제한하는 것은 분기기 통과 시 철도차량의 주행안전성을 확보하는데 목적을 두고 있다. 본 연구에서는 대구도시철도공사의 분기기 가드레일에 대한 형상 변경사례를 기반으로 하여, 분기기에서의 차륜/레일 형상에 따른 기하학적 관계식을 이론적으로 검토하였으며, 개발한 VI-Rail 분기기 해석기법을 통하여 F10/F12 분기기에서의 가드레일 길이 변화에 따른 주행안전성 해석을 수행하여 그에 따른 영향을 살펴보았다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.2385-2390
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• 2015

도시철도의 운행초기는 수송수단으로서의 역할만이 요구되었으나 지하 승강장에 체류하는 시간이 길어짐에 따라 지하 승강장은 하나의 생활공간으로서 환경개선이라는 문제에 직면하게 되었다. 이에 따라 스크린 도어의 근간이 되는 슬라이딩 자동문은 고객의 편의와 출입을 통제하는 방법의 편리성을 이유로 대형 유통매장, 병원, 음식점, 관공서 등에 도어시설로 광범위하게 사용되고 있다. 이에 따라 스크린 도어는 승객의 편의와 안전 확보, 쾌적한 역사 조성 및 에너지 절약이 필요할 뿐만 아니라, 요소부품의 설계 및 신뢰성 확보를 통한 스크린 도어 시스템 최적설계기술개발이 필요하다. 본 논문에서는 스크린 도어의 신뢰성 확보를 위해 롤러, 프레임 시스템을 모델링하고 구동강성 조건들에 대한 실험결과를 검증하여 요소부품의 불량률을 줄이고, 성능을 높일 수 있음을 제시하고자한다.

• 한국철도학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.212-222
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• 2015

도심 내의 트램 노선 설계 및 건설에서 환경 소음 문제를 해결하기 위해서는 트램 시스템의 소음 방사특성을 파악하여야 한다. 본 논문에서는 트램 시험 차량에 대한 전동 소음 특성을 연구하였으며, 전동 소음 관점에서의 레일 지지 구조의 적절한 강성을 검토하였다. 매립형 궤도와 탄성차륜의 모빌리티를 Timoshenko 보 모델과 유한 요소 모델을 각각 이용하여 구하였고, 측정값과 비교하였다. 선로변 방출 소음도에 대한 계산값을 측정값과 비교한 결과 300Hz 이상의 주파수 대역에서 작은 오차를 내었다. 레일 및 슬라브 지지 강성을 변화시켜가면서 레일 및 차륜의 소음원 강도를 분석하였으며, 지반 진동을 과다하게 유발하지 않으면서 레일 및 차륜으로부터 방사되는 소음이 감소될 수 있는 적정 지지 강성을 검토하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.196-202
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• 2017

초고속열차 추진용 실모델 선형동기전동기(Linear Synchronous Motor, LSM)의 고속운전시험을 위해서는 매우 긴 노선이 필요하고, 이로 인해 막대한 비용이 요구되며, 개발 도중 시행오차가 발생할 경우 경제적 손실이 크게 발생할 우려가 있다. 따라서 저 비용의 축소모델을 이용한 LSM 설계 기술의 타당성 검증 연구가 개발 초기 단계에 이루어져야 한다. 회전형 구조를 갖는 LSM 축소모델을 적용한 성능시험기를 통하여 LSM의 지상전기자 권선의 최적방식 도출 및 기기적 특성 파악이 가능하며, 제어시스템의 선행연구 수행에 활용이 가능하다. 따라서 본 논문에서는 600km/h급 초고속열차 추진용 LSM의 요구사양에 부합하는 회전형 시험기의 설계 모델을 도출하고, 전자계 해석 및 기구적 강성 해석을 통하여 1500rpm 이상의 고속 회전 조건에서의 최적 모델을 도출하였다.