• 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.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.507-512
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• 2003

The railroad is a means of large transportation which has many latents such as a safety and a regularity. That is a results from various confidential performance tests and evaluations of the system. The railroad system consist of various subsystems - vehicle, power supply, signal, communications, track structures, operations, etc. Among them, as an item of safety evaluation there is a measurement of wheel/rail force, so called a measurement of derailment coefficient. This is a very important item because a derailment of a train will bring about a big accident. Especially it is more important in high speed rail of which operation speed is over two times as fast as existing rail. In this paper, it is introduced to preprocess the wheelset for measuring wheel/rail force of high speed rail, such as to treat a measuring wheelset, its finite element analysis, adhesion of strain gauges and static toad test, running test result of main line.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.119-126
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• 2009

The noise emitted during train operation is generated with various reasons. It is known that the major noise generation is classified according to the ranges of train speed; that is, engine noise at lower speed range, rolling noise at medium speed range, and air-borne noise at higher speed range. These noises are transmitted in combined form with the noises generated from track components and under-carriage, etc. The rolling noise as a major noise at medium speed range is caused by the vibration occurred at wheel/rail interface. The vibration occurred at wheel/rail interface is transmitted to wheel and rail, and this vibration is emitted from wheel and rail as a noise. In this paper, a soundproof box which can simply measure the noise emitted from rail and analyze the characteristics of the measured noise is studied.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1995년도 제22회 학술대회
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• pp.7-13
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• 1995

현재 교통인구 비중에 큰 비중을 차지하고 있는 철도 차량은 기술의 발전으로 인한 고속화에 성공하여 300km/h대의 속도를 달성하기에 이르렀다. 열차가 고속화됨으로 인하여 열차 주행시 운동에너지가 더욱 커졌고 이를 소산하기 위한 제동 역시 더욱 중요하게 되었다. 열차의 제동시 중요한 점은 wheel의 skidding을 방지함으로 wheel의 편마멸을 줄이는 것이며 이를 위해선 제동장치의 설계시 wheel과 rail간의 점착현상의 이해가 필수적이다. 제동력이 점착력보다 클 경우는 skidding이 발생하며 제동력이 점착력보다 작은 경우는 충분한 제덩을 하지 못한다는 것을 의미한다. 그러므로 열차의 제동장치를 설계함에 있어서 점착계수는 필수적인 요소가 되었으며 미국, 일본, 독일 등의 선진 각국에서는 점착계수를 측정하여 그 특성을 파악하려는 실험이 실험실 및 실차 차원에서 많이 행하여졌다. 각각 다른 접척조건, 속도 등에 따른 실험이 진행되어 왔으나 각 연구의 결과는 조금씩 다른 결향을 나타내었고, 점착현상에 관한 물리적인 설명은 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 wheel과 rail의 접촉인 경우에 있어 점착현상의 변화를 속도, 하중, 접촉조건에 따른다고 보고 점착현상의 특성을 각각 sliding, pure rolling실험을 통해 파악하고 기타 참고문헌에서 발표된 점착계수와 비교하여 물리적으로 이해하고자 하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.363-364
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• 2006

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. In this paper, when interaction force between wheel and rail happens to wheel-set of tilting vehicles, it analyzes stress distribution and verified safety.

• 한국철도학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.535-544
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• 2011

레일 표면 결함이 발생할 경우 매우 높은 충격하중이 발생하여 레일 피로 진전 또는 레일 파단에 이를 수 있고 레일이 파단될 경우 열차탈선 등 대형 사고가 발생할 수 있으므로 레일 결함부에 대한 관리기준의 정립이 매우 중요하다. 본 연구에서는 차량-궤도 동적 상호작용 해석 프로그램을 이용하여, 실제 고속철도 자갈궤도에서 결함이 발생한 43개 지점에서 측정된 레일요철을 입력값으로 하여, 요철 깊이에 따른 충격 윤중과 레일 휨응력을 산정하였다. 궤도틀림을 감안하여 윤중 및 레일 휨응력의 한계값을 설정하고, 해석결과로부터 얻은 윤중 및 레일 휨응력 최대값과 결함 깊이 및 폭과의 상관관계를 분석함으로써 레일 표면 결함부에 대한 관리기준을 제시하였다. 분석 결과, 허용할 수 있는 요철 깊이는 충격 윤중에 의하여 발생할 수 있는 레일 두부의 소성 변형을 방지하기 위하여 관리되어야 하며, 엄격한 조건을 평가할 경우 그 값은 0.2mm 정도가 적당함을 알 수 있었다.

• 한국정밀공학회지
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• 제33권7호
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• pp.541-549
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• 2016

Rolling contact fatigue and wear on rails are inevitable in railway operations due to excessive wheel-rail contact stress. The wear is influenced by vehicle speed, contact pressure, environmental conditions, and many other factors. Speeding on a curved track causes many problems such as wear on the gauge of the rail and rolling contact fatigue. Managing environmental conditions can reduce problems on the wheel and rail interface. In this study, the wear characteristics of wheel and rail materials were investigated by twin-disc testing using various parameters. The results of the wear test indicated that the wear rate under dry conditions was larger than that under wet conditions. We found that contact fatigue damage occurred on the rail in dry conditions, however, the surface of the specimen under water remained smooth. Also, the friction coefficient in dry conditions was larger than in wet conditions.

• 한국철도학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.1-8
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• 2012

윤축 동역학 해석은 철도차량 동역학 해석의 정밀도를 결정하는 핵심 요소이다. 본 연구에서는 정밀한 3차원 차륜-레일 접촉 해석을 윤축의 강체 운동 방정식에 적용하는 방법으로 3차원 윤축 동역학 해석을 수행하였다. 곡선 주행시 플랜지 접촉에 의해 차륜-레일 2점 접촉이 발생할 때 윤축의 동역학 해석이 가능한 수치해석 절차를 개발하였다. 윤축의 구속조건식과 강체 동역학 방정식을 Runge-Kutta 방법을 이용하여 수치적분을 수행하였다. 제안된 윤축 동역학 해석 결과는 VI-RAIL을 이용한 해석결과와 비교 분석하여 타당성을 검증하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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• pp.442-449
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• 2000

Before the complete construction of new high-speed line between Seoul and Pusan, KTX is going to operate on both new high-speed line between Seoul and Daegu and electrified conventional lines between Daegu and Pusan. Then, the wheels of KTX are going to operate on various rails such as KS50N and KS60 of conventional line as well as UIC60 of high-speed line. Also, conventional line will have a mixed traffic mode with various types of trains operating on it, such as Saemaul and Mugunghwa. Hence, this study reviews the wear phenomena of wheels and rails in geometrical point of view by comparing their profiles. The analyses of the results show that because UIC60 rail is designed for KTX, KS50N rail whose profile is similar to that of UIC60 will not have any impact on the shape of wheel wear. On the other hand, KS60 rail is expected to have partial wear on both the flange of KTX wheel and the gauge corner of the rail in the initial stages. However, the operation of the trains whose wheels have 1/20 conicity will cause partial sidewear on the inside of the rail and the movement of the contact point between KTX wheel and the rail toward the inside of the track. As a result, the flange wear of KTX wheel will be reduced and the formation of wear-equilibrium profile will be faster.

• 한국철도학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.175-182
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• 2013

전동 소음은 철도의 주요한 소음 중 하나이며, 차륜과 레일의 음향 조도에 의해 차륜 및 레일이 진동하면서 발생한다. 이러한 전동 소음의 저감 대책을 수립하기 위해서는 관련 인자들의 영향을 파악할 수 있는 예측모델이 필요하다. 본 논문에서는 차륜과 레일의 진동 특성을 이용해 전동 소음을 예측하기 위한 모델링에 관해 다루었다. 슬라브 도상 궤도에 대하여 1단 이산 탄성 지지 구조를 가진 보로 모델링 하였으며, 차륜 진동은 유한요소법을 이용한 수치해석을 적용하였다. 수직 및 수평방향 차륜-레일 집촉력들의 연성은 선형 Hertzian 접촉이론으로 모델링 하였고, 차륜과 레일의 진동 응답을 계산한 후 방사되는 소음을 예측하였다. 예측 모델의 신뢰성을 검증하기 위하여 시험차량에 대해 전동 소음을 측정하였다. 예측치가 측정치와 잘 일치하였으며, 특히 전동 소음이 주요하게 기여하는 200~4000Hz 주파수 대역에서 유사한 경향으로 나타남을 확인하였다.