• 제목/요약/키워드: Wheel-rail

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지하철 실내 공기 질 개선을 위한 철도차량 휠-레일 접촉 미세마모입자 발생 연구 소개 (Introduction of Study on the Airborne wear Particles Generated from Wheel-rail Contacts to Improve the Air Quality of the Subway System)

  • 이현욱
    • 공업화학전망
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    • 제23권4호
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    • pp.20-29
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    • 2020
  • 최근 미세먼지가 사회적 이슈가 됨에 따라 지하철 시스템의 공기 질에도 많은 관심이 쏠리고 있다. 지하철 미세먼지는 지상과 달리 폐쇄적인 환경이라는 특징이 있는데, 이로 인해 발생 및 유입된 미세먼지는 지하철 시스템에 축적된다. 지하철 미세먼지의 대부분을 차지하는 미세마모입자들은 철 성분을 주축으로 다양한 중금속 성분을 포함하므로 인체에 해롭다. 본 기고문에서는 이러한 지하철 미세먼지 및 미세마모입자에 대한 기본 지식과 미세마모입자의 주된 발생원인 휠-레일 접촉 미세먼지발생 연구에 대해 소개하고자 한다. 연구 결과들은 지하철 공기 질 향상을 위해 미세마모입자 발생 저감에 기여할 것으로 기대된다.

와전류 제동장치 설계검증을 위한 동역학적 해석 (Dynamic analysis of eddy current brake system for design evaluation)

  • 정경렬;김경택;백진성
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2002년도 추계학술대회논문집
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    • pp.110-115
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    • 2002
  • In this paper, the results of an analysis of the dynamic behavior of the eddy current brake(ECB) system are presented. The measured irregularity of the track in Korean high speed line and the track irregularity given by ERRI(high level) were used for simulation. The wheel-rail profile combination were analyzed with different rail gauges. A model of the bogie with an substitute body for the carbody was implemented in the Multi-body-Simulation Program SIMPACK. The ECB frame was modelled both as flexible body and as rigid body. Four different driving conditions were analyzed. In this study dynamic behavior in general were performed to evaluate the design of eddy current brake system and specially the effect of damper was also studied. A comparison of simulations with and without damper shows that the damper have most effect for lower speed. The simulation results will be verified by comparison with measured data from on line test and also used for improving design.

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직결궤도 체결구 하부에 발생한 단차가 차량/궤도 상호작용에 미치는 영향 (The Effect of Gaps in Concrete Bearing Surface of Direct Fixation Track on Vehicle and Track Interaction)

  • 양신추;김은
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.50-57
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    • 2010
  • Various installation faults may lie in fasteners in the construction of a direct-fixation track by the top-down method. At an extreme, they may cause excessive interaction between the train and track, compromise the running safety of the train, and cause damage to the track components. Therefore, the faults need to be kept within the allowable level through an investigation of their effects on the interactions between the train and track. In this study, the vertical dynamic stiffness of fasteners in installation faults was measured based on the dynamic stiffness test by means of an experimental apparatus that was devised to feasibly reproduce gap faults. This study proposes an effective analytical model for a train-track interaction system in which most elements, except the nonlinear wheel-rail contact and some components that behave bi-linearly, exhibit linear behavior. To investigate the effect of the behavior of fasteners in gap faults in a direct-fixation track on the vehicle and track, vehicle-track interaction analyses were carried out, targeting key review parameters such as the wheel load reduction factor, vertical rail displacement, rail bending stress, and mean stress of the elastomer. From the results, it was noted that the gap faults in the concrete bearing surface of a direct-fixation track need to be limited for the sake of the long-term durability of the elastomer than for the running safety of the train or the structural safety of the track.

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A model for investigating vehicle-bridge interaction under high moving speed

  • Liu, Hanyun;Yu, Zhiwu;Guo, Wei;Han, Yan
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제77권5호
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    • pp.627-635
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    • 2021
  • The speed of rail vehicles become higher and higher over two decades, and China has unveiled a prototype high-speed train in October 2020 that has been able to reach 400 km/h. At such high speeds, wheel-rail force items that had previously been ignored in common computational model should be reevaluated and reconsidered. Aiming at this problem, a new model for investigating the vehicle-bridge interaction at high moving speed is proposed. Comparing with the common model, the new model was more accurate and applicable, because it additionally considers the second-order pseudo-inertia forces effect and its modeling equilibrium position was based on the initial deformed curve of bridge, which could include the influences of temperature, pre-camber, shrinkage and creep deformation, and pier uneven settlement, etc. Taking 5 km/h as the speed interval, the dynamic responses of the classical vehicle-bridge system in the speed range of 5 km/h to 400 km/h are studied. The results show that ignoring the second-order pseudo-inertia force will underestimate the dynamic response of vehicle-bridge system and make the high-speed railway bridge structure design unsafe.

이동질량-탄성지지무한보의 연성진동해석 (차륜.레일간의 접촉력 변동의 해석모델) (Coupled Vibration of Moving Mass-Elastically Supported Beam Considering the Contact Stiffness (An Ananlytical Model of the Contact Force Fluctuation between Wheel and Rail))

  • 류윤선;;;;김사수
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1995년도 추계학술대회논문집; 한국종합전시장, 24 Nov. 1995
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    • pp.197-200
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    • 1995
  • Corrugation of railway track can be caused by the various dynamic behavior of travelling wheels and track. In this paper, the coupled vibrations of travelling wheel and railway track are analyzed as the cause of corrugations. To analyze the coupled vibrations, the track supported by the sleepers and the traveling wheel are identified to the elastically supported infinite beam and the spring-mass system which runs at constant speed. The Hertzian contact spring is considered betwen the infinite beam and spring-mass system. The dynamic responses of elastically supported infinite beam and spring-mass system are calculated. The cause and development of rail corrugation are discussed in the view point of contact force fluctuation affected by the elastic supports and the corrugated surface profile of the track. By the obtained results, the possibilities of resonance are checked between the excitation by the corrugated surface profile and the natural frequency of contact spring-moving mass system. It may be thought to a development of railway corrugation.

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속도센서가 없는 허브-휠 전동기의 속도추정을 위한 이산시간 칼만필터의 설계 및 구현 (Designed and Implement of the Discrete Time Kalman Filter for Speed Estimation of the Sensorless Hub Wheel Motor)

  • 전용호;이기서;조황
    • 한국철도학회논문집
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    • 제11권2호
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    • pp.203-210
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    • 2008
  • 바퀴와 BLDC전동기 일체형으로 구성되는 Hub Wheel 전동기는 감속기가 없는 직접 구동방식으로서 저소음 고효율의 운전이 가능하여 경전철의 구동부로 활용이 가능하다. 하지만 Hub Wheel 전동기는 속도계측을 위한 센서의 장착이 용이하지 않다. 전동기의 원활한 속도 제어를 위해서는 별도의 속도 계측을 위한 방법이 요구된다. 본 논문에서 입력이 적극 반영된 간단한 수학적 시스템 모델을 가지고 이산 칼만 필터를 사용하여 전동기 속도를 추정하고 이를 이용하여 속도제어를 하는 방법을 제시한다.

전동차 차륜직경변화가 가속성능에 미치는 영향 연구 (A Study on Acceleration Performances of EMUs According to Wheel Diameter Changes)

  • 민승곤;구정서
    • 한국안전학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.92-99
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    • 2015
  • The diameter of a new wheel in EMUs is 860mm and it can be used up to 773mm. To obtain an predefined acceleration despite wheel diameter changes, the tractive efforts of the vehicles must be properly controlled. In the commencement of this study, acceleration tests were performed for empty EMUs when the wheel diameter was changed to 860mm, 820mm and 780mm, respectively. In order to deal with more complicated running conditions, we developed dynamic simulation models of the EMUs using VI-Rail, and simulated the models in empty and full passenger loads, respectively. Using the simulation results, we analyzed the gradient of time-velocity graphs by considering the changes of the total weight vehicles and moment of inertia of the wheelsets as well as tractive effort according to the wheel diameter changes. As the results, it was found that there are significant differences in acceleration performances according to the wheel diameters and the payloads of EMUs. In case of 860mm which is the maximum wheel diameter, the test & simulation results show that the vehicle couldn't reach the predefined acceleration, 3.0km/h/s, due to lack of tractive effort.

철도 전동 소음의 관점에서 해석한 국내 철도의 진동 특성 비교 (Comparison of Track Vibration Characteristics for Domestic Railway Tracks in the Aspect of Rolling Noise)

  • 유정수;장승호
    • 한국철도학회논문집
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    • 제16권2호
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    • pp.85-92
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    • 2013
  • 철도 전동 소음은 철도에서 발생하는 대표적인 소음으로서 차륜과 레일의 음향 조도에 의해 유기된다. 철도 전동 소음의 주요 소음원으로는 침목, 레일 그리고 차륜을 들 수 있다. 따라서 철도의 전동 소음을 해석하기 위해서는 차륜의 진동 특성과 함께 궤도의 진동을 해석하고 그 특성을 이해하는 작업이 수행되어야 한다. 본 논문에서는 전동 소음의 관점에서 레일의 진동을 해석하기 위한 이론적 궤도 모델링에 대해 기술하고, 국내의 대표적인 세 가지 철도 궤도에 대해 진동 해석을 수행하였다. 해석에 사용한 궤도로는 기존선 자갈 도상 궤도, KTX 자갈 도상 궤도, KTX 콘크리트 궤도를 선정하였으며, 각 궤도 별로 레일을 따라 진행하는 파동의 전파 특성을 해석하고 그 결과를 비교하였다. 해석 시 궤도는 이산 지지를 가진 Timoshenko 보로 모델링하였으며, 레일의 평균 진동 속도를 이용해 세 궤도 레일의 방사 소음 특성을 간접 비교하였다.

동일 변위센서를 사용한 레일표면 음향조도의 측정방법 (Measuring Technique For Acoustic Roughness of Rail Surface With Homogeneous Displacement Sensors)

  • 정우태;장승호;고효인
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권11호
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    • pp.7941-7948
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    • 2015
  • 열차 운행시에 발생하는 전동소음은 열차 차륜과 레일 표면조도의 불균일성에 의하여 가진된 진동에 의해 발생된다. 따라서 열차 전동소음의 전달, 예측 및 분석을 위해서는 차륜과 레일표면의 음향조도(acoustic roughness)의 정확한 측정과 분석이 필요하다. 그러나 현재의 레일표면의 조도측정을 위한 장치와 방법은 작업자의 수작업에 의존한 트롤리 장치를 사용함으로써, 불일정한 측정속도와 흔들림과 같은 불안정한 인터페이스를 야기하여 측정값의 오차와 외란을 증대시키는 단점을 지닌다. 본 논문은 철도궤도의 레일상에서 자율 정속 주행하면서 레일표면의 음향조도를 측정하는 자동화 측정장치 및 플랫폼을 개발함으로써, 측정정밀도를 향상시키고 측정값의 불균일성을 감소시켰다. 또한 측정값의 신뢰도와 정확도 향상을 위해 동일한 복수의 변위센서 적용법을 제안하였으며 표준레일구간의 현장측정을 통해 동일 변위센서로부터 융합된 데이터의 정확성을 검증하였다.