• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.1868-1873
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• 2011

In this paper, a theoretical formulation of a simplified wheel-set model for collision-induced derailments was evaluated by numerical simulations for the wheel-climb derailment and wheel-lift derailment types. The derailment types were classified into the wheel-climb derailment and the wheel-lift derailment according to the friction force direction of the wheel-flange. The wheel-climb derailment type was classified into Climb-up, Climb/Roll-over, and Roll-over-C, and wheel-lift derailment type was classified into Slip-up, Slip/Roll-over and Roll-over-L. To verify the theoretical equations derived for the wheel-climb derailment and the wheel-lift derailment, dynamic simulations using RecurDyn of Functionbay and Ls-Dyna of LSTC were performed and compared for some examples. The derailment predictions of the suggested theoretical formulation were in good agreement with those of the numerical simulations. The direction of the frictional force between the wheel-flange and the rail can be well predicted using the suggested derailment formulation at a initial derailment.

• 한국철도학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.203-210
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• 2011

본 논문에서는 열차 충돌로 발생되는 충격으로 차축에 큰 수직하중 및 수평하중이 부과될 때 플랜지가 레일을 타고 오르는 탈선현상을 예측할 수 있는 단일 윤축의 이론적 탈선 모델을 연구하였다. 철도차량 충돌 시 크게 타고오름(wheel-climbing), 들려오름(lift-up), 전복(roll-over) 등과 이들의 복합유형탈선이 발생할 수 있다. 타고오름 및 복합 유형의 탈선은 세 가지(Climb-over, Climb/roll-over, Roll-over)로 정의할 수 있다. 본 논문에서는 충돌 후 탈선거동을 예측하기 위하여 타고오름 및 복합 유형 탈선에 대한 단일윤축 이론모델을 제안하고, 정의한 세 가지 탈선거동이 발생하기 위한 조건을 제시하였다. 타고오름 및 복합 유형의 탈선거동을 예측하기 위하여 제안된 단일윤축 이론모델의 타당성을 단순플랜지 형상 윤축모델을 사용한 동역학 시뮬레이션을 통하여 검증하고, 타당성을 보인다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.1-14
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• 2013

In this paper, a finite element analysis technique of rolling stock models for collision-induced derailments was suggested using rolling contacts for wheel-rail interaction. The collision-induced derailments of rolling stock can be categorized into two patterns of wheel-climb and wheel-lift according to the friction direction between wheel flange and rail. The wheel-climb derailment types are classified as Climb-up, Climb/roll-over and Roll-over-C types, and the wheel-lift derailment types as Slip-up, Slip/roll-over and Roll-over-L types. To verify the rolling contact simulations for wheel-rail interaction, dynamic simulations of a single wheelset using Recurdyn of Functionbay and Ls-Dyna of LSTC were performed and compared for the 6-typical derailments. The collision-induced derailment simulation of the finite element model of KHST (Korean High Speed Train) was conducted and verified using the theoretical predictions of a simplified wheel-set model proposed for each derailment type.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권7호
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• pp.699-709
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• 2014

본 논문에서는 단일윤축 탈선이론을 적용하여 측풍 조건에서 주행 중인 철도차량의 탈선을 예측하는 방법을 제시하였다. 기존 연구에서는 측풍에 의한 탈선은 모두 전복탈선이라고 가정하여 탈선 예측 이론을 개발하였다. 그러나 이러한 가정은 특수한 주행조건하에서 차륜 타고오름 탈선의 가능성을 무시하고 있다. 또 기존의 측풍 탈선 이론은 주행 중 발생하는 차륜-궤도 사이의 마찰력, 동적상호작용과 같은 주행조건이 탈선에 미치는 영향을 고려할 수 없었다. 본 논문의 방법은 차륜-궤도 사이의 동적 영향, 횡가속도 및 켄트 영향, 측풍 영향 등을 동시에 고려할 수 있었다. 본 이론의 결과를 기존 이론 및 시뮬레이션 결과와 비교하여 타당성을 검증하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권10호
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• pp.1207-1218
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• 2013

나달식 등 한쪽 차륜과 레일의 접촉력에 기반한 기존 탈선계수식으로는 열차 주행 시 여러 가지 요인에 의해 발생하는 다양한 유형의 탈선을 이론적으로 예측하기 어렵다. 이를 보완하기 위하여 개발된 단일윤축 탈선계수는 타고오름탈선, 미끄러져오름 탈선, 전복탈선 및 이들의 복합유형 탈선을 잘 예측할 수 있고, 접촉부 마찰계수, 플렌지 각 등 기존의 탈선계수식에서 고려하던 기계적 인자뿐만 아니라 윤중감소/증가, 궤간, 차륜직경, 축상 베어링 위치 등 다양한 탈선영향인자들도 고려할 수 있다. 본 논문에서는 단일윤축 탈선계수식으로 이러한 다양한 탈선영향인자들을 고려하여 기존의 나달식, 바인스톡 식 등으로 구할 수 없었던 탈선현상을 분석한다. 마지막으로 동역학 시뮬레이션을 이용하여 이론적인 단일윤축 탈선계수식 결과들의 타당성을 입증한다.

• 한국정밀공학회지
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• 제27권8호
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• pp.7-12
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• 2010

When a vehicle is running, wheel is generating vertical and lateral force on the rail, in addition to load of vehicle, through a complicated set of motions. The derailment coefficient refers to the ratio of lateral force to vertical force(wheel load), and if the value exceeds a certain level, a wheel climbs or jumps over the rail. That's why the value is used as a criterion for running safety. Derailment coefficient of rolling stocks alters according to shape of rail track. I measured three-dimensional angular velocity and acceleration to use 3D Motion Tracker. Test result, derailment coefficient of rolling stocks and shape of rail track examined closely that have fixed relation. Specially, was proved that roll motion has the close coupling relation.