• Structural Engineering and Mechanics
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• 제59권4호
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• pp.683-701
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• 2016

Safety is the prime concern for a high-speed railway bridge, especially when it is subjected to a collision. In this paper, an analysis framework for the dynamic responses of train-bridge systems under collision load is established. A multi-body dynamics model is employed to represent the moving vehicle, the modal decomposition method is adopted to describe the bridge structure, and the time history of a collision load is used as the external load on the train-bridge system. A (180+216+180) m continuous steel trussed-arch bridge is considered as an illustrative case study. With the vessel collision acting on the pier, the displacements and accelerations at the pier-top and the mid-span of the bridge are calculated when a CRH2 high-speed train running through the bridge, and the influence of bridge vibration on the running safety indices of the train, including derailment factors, offload factors and lateral wheel/rail forces, are analyzed. The results demonstrate that under the vessel collision load, the dynamic responses of the bridge are greatly enlarged, threatening the running safety of high-speed train on the bridge, which is affected by both the collision intensity and the train speed.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 춘계학술대회
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• pp.146-147
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• 2015

현재 선박이나 교각 해양플랜트는 많은 철판으로 구성이 되어 있다. 특히 해양플랜트와 선박에는 오랜시간 바다에 있으므로 각종 해양생물들이 붙어 번식을 한다. 이러한 해양생물은 선박의 속도 및 연료 소모에 상당한 영향을 미친다. 그러므로 선박이나 해양플랜트 구조물은 정기적으로 벽면에 서식하는 해양생물을 제거하고 있으며 이러한 제거과정과 도장을 다시하는 과정에서 작업자들에게 위험이 따른다. 본 연구는 선박이나 해양플랜트와 같은 철로된 구조물의 위험한 작업을 대신할 로봇의 기반인 철판 벽면을 이동하는 로봇을 연구하였다. 현재 많은 벽면 로봇들이 연구되고 있다. 영구자석 또는 전자석 휠을 사용하거나 공압을 이용하여 수직벽면에서 작업을 한다. 특히 공압 방식을 많이 사용하였는데 수직벽면에 로봇이 밀착될 만큼 강한 공압이 필요하게 되기 때문에 부가적인 장치가 많이 필요하다. 본 논문에서는 부가적인 장치를 최소화하고 효과적인 동작을 하기위해 전자석 방식을 선택 하였으며 간편하게 선박의 수직벽면을 작업할 수 있는 전자석 방식의 4 륜 로봇을 개발하고자 한다. 선박의 수직벽면 작업용 4 륜구동 로봇을 전자석을 이용하여 수직벽면에 부착할 수 있도록 설계하였으며 자력의 세기와 방향을 제어하여 로봇이 선박의 수직면에 밀착되어 자유롭게 이동이 가능하도록 개발 하고자 한다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1676-1681
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• 2003

The attachment of mobile vehicle is necessary for the automated operation on the inclined or vertical walls of steel structures. Since the vehicle requires attaching devices additionally, its overall efficiency can be reduced by the devices. Therefore, external shapes of mobile vehicles have to be researched to give the effective movement on the vertical face. For the design of mobile vehicle, the guideline has been derived from the modeling of wall-climbing, so that the vehicle should have a specific external shape for vertical movement due to the gravitational force. Hence, some adequate arrangement of attaching device to the mobile vehicle has been presented for the effective movement. In the experiments with four permanent magnetic wheels, a plausible result was achieved as a vertical attaching force of 185.2(N), a friction force of 153.8(N) and a curvature radius of 1.4m. The mobile vehicle should be modified according to the proposed design guideline. and then it could be applied to a specific operation as an appropriate external shape. Also, Further research is recommended on an optimal posture and a moving method in a specific application. as the attaching force ortho vehicle can be affected by its posture.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.395-400
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• 2007

LRT(Light Railway Train), which is a intermediate system of train and bus, is arose for the solution of subway construction cost and the transportation capacity of bus. LRT was introduced in 1980's. About 30 local governments are plan to introduce LRT or constructing LRT, at present. AGT(Automated Guide-way Transit) system, which is a kind of LRT, is operated without driver. Rubber wheeled AGT system can reduce the noise and vibration compare to steel wheeled AGT, so it is estimated as ideal transportation system for urban area. And live loads at bridge are classified as the static load of vehicle and the dynamic wheel contact load which is occurred from the interaction of bridge and vehicle vibration, and the surface roughness. In the case of AGT system, the dynamic increment factor of bridge is greater than the normal train bridge and roadway bridge, because, the weight of AGT vehicle is more light that the train of truck. The exact method for dynamic increment factor is experiment. But this method is needed much money and time, moreover, this method cannot be adopted in design. Therefore, a simulation program for the interaction of AGT bridge, vehicle and surface roughness was developed, in this study. And the program was verified by experiment. As a result, the accuracy of the simulation program can be verified.

• 대한기계학회논문집
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• 제10권5호
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• pp.724-734
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• 1986

본 연구에서는 타이어의 동적설계의 기초자료를 제시하는데 그 목적이 있다. 해석적 방법으로는 복합막트로이드 유한요소를 이용하여 타이어의 고유진동수 및 진동 모우드를 구하였으며, 그 정확성을 입증하기 위하여 멀디찬널 F.F.T.분소기를 이용한 실험적 결과 및 G.R. Potts의 해석결과와 비교하였다.

• International Journal of Railway
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• 제1권3호
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• pp.106-112
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• 2008

Rolling-sliding, cyclic contact of wheel and rail progressively alters the microstructure of the contacting steels, eventually leading to micro-scale crack initiation, wear and macro-scale crack growth in the railhead. Relating the microstructural changes to subsequent wear and cracking is being accomplished through modelling at three spatial scales: (i) bulk material (ii) multi-grain and (iii) sub-grain. The models incorporate detailed information from metallurgical examinations of used rails and tested rail material. The initial 2-dimensional models representing the rail material are being further developed into 3-dimensional models. Modelling is taking account of thermal effects, and traffic patterns to which the rails are exposed.

• 한국정밀공학회지
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• 제21권9호
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• pp.77-84
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• 2004

The attachment of mobile vehicle is necessary for the automated operation on the inclined or vertical walls of steel structures. Since the vehicle requires attaching devices additionally, its overall efficiency can be reduced by the devices. Therefore, external shapes of mobile vehicles have to be researched to give the effective movement on the vertical face. For the design of mobile vehicle, the guideline has been derived from the modeling of wall-climbing, so that the vehicle should have a specific external shape for vertical movement due to the gravitational force. Hence, some adequate arrangement of attaching device to the mobile vehicle has been presented for the effective movement. In the experiments with four permanent magnetic wheels, a plausible result was achieved as a vertical attaching force of 185.2(N), a friction force of 153.8(N) and a curvature radius of 1.4m. The mobile vehicle should be modified according to the proposed design guideline, and then it could be applied to a specific operation as an appropriate external shape. Also, Further research is recommended on an optimal posture and a moving method in a specific application, as the attaching force of the vehicle can be affected by its posture.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.491-497
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• 2014

철근의 부식은 철근콘크리트 교량 바닥판의 성능 저하에 큰 요인으로 작용한다. FRP는 비부식성 재료이기 때문에 이를 활용하여 보강근을 개발하려는 노력이 이루어지고 있다. 여러 종류의 FRP 보강근이 개발되었으나 아직 활용 실적은 많지 않은 상황이다. 그 이유로는 FRP 보강 콘크리트 구조물에 대한 단/장기 검증 데이터가 부족하기 때문이다. 이 연구에서는 GFRP 보강 바닥판에 대한 피로성능을 관찰하기 위해서 길이 4000 mm, 폭이 3000 mm, 높이 240 mm인 실제 크기의 교량 바닥판을 도로교설계기준을 준용하여 제작한 후 실험을 실시하였다. 하부 보강비를 변수로 설정하였으며 DB-24 하중이 바닥판 중앙에 집중 작용하는 것으로 실험을 실시하였다. 사용하중의 3.5, 4.5, 5.0배에 해당하는 다양한 하중을 2백 만회 이상 반복 재하하여 GFRP 보강 바닥판의 피로성능을 관찰하였다. 실험 결과 거더가 횡구속된 GFRP 보강 바닥판의 최대성능은 보강근비에는 민감하지 않았고, 피로성능은 보강비보다는 적용하중의 크기에 민감하며, 바닥판이 200만회 이상 반복재하에 저항하기 위해서는 재하되는 집중하중의 크기는 최대하중의 58% 수준 이하이어야 하며, 이 연구의 실험 대상 GFRP 보강 바닥판의 피로수명은 철근 콘크리트 바닥판의 수명 예측값보다는 다소 낮은 값을 나타내었고 FRP 보강 콘크리트 바닥판의 기존 예측값보다는 높은 값을 나타내었다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.436-440
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• 2008

모노레일 형식의 차량은 단일 궤도를 이용하여 주행하는 형식으로서 보통 2량${\sim}$4량을 한편성으로 하여 운행하고 있는 경전철 차량이다. 모노레일은 궤도 위를 주행하는 과좌식과 궤도에 매달려서 주행하는 현수식 2종류가 있다. 세계에서 가장 오래된 독일 뷔퍼탈 모노레일을 시작으로 호주, 미국, 일본 등에서 많은 모노레일이 현재 운행되고 있다. 우리나라에서도 대구시 3호선이 모노레일 형식의 차량을 도입하기로 결정하였다. 대구시 3호선은 국가제정사업으로서 중앙정부 예산이 총 사업비의 60% 지원이 된다. 국가에서는 고무차륜형식 경전철 차량 및 철제차륜형식 경전철 차량에 대해서는 표준규격을 고시하여 이 차량 형식을 도입하려고 하는 지자체에서는 많은 참고를 하고 있으며 그에 따른 유지보수 효과등 많은 혜택을 받고 있다. 그러나 모노레일 형식의 차량에 대한 표준규격은 아직까지 국가에서 고시하지 않아 이에 대한 연구의 필요성이 제기되었다. 한국철도기술연구원에서는 이러한 목적으로 국토해양부의 의뢰를 받아 한국의 실정에 맞는 모노레일 형식의 표준규격에 대한 연구를 진행하고 있으며 본 논문에서는 차량의 기본 구성 및 성능에 대한 연구내용을 담고 있다. 본 표준규격에 대한 내용이 국가의 표준으로 고시되어 모노레일을 계획하고 있는 지방자치단체에서 많이 활용을 하기를 희망한다.

• 한국도로학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.37-45
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• 2015

PURPOSES : The purpose of this study is to validate the design criteria of the concrete modular road system, which is a new semi-bridge-type concept road, through a comparison of numerical analysis results and actual loading test results under static axial loads. METHODS : To design the semi-bridge-type modular road, both the bridge design code and the concrete structural design code were adopted. The standard truck load (KL-510) was applied as the major traffic vehicle for the design loading condition. The dimension of the modular slab was designed in consideration of self-weight, axial load, environmental load, and combined loads, with ultimate limit state coefficients. The ANSYS APDL (2010) program was used for case studies of center and edge loading, and the analysis results were compared with the actual mock-up test results. RESULTS : A full-scale mock-up test was successfully conducted. The maximum longitudinal steel strains were measured as about 35 and 83.5 micro-strain (within elastic range) at center and edge loading locations, respectively, under a 100 kN dual-wheel loading condition by accelerating pavement tester. CONCLUSIONS : Based on the results of the comparison between the numerical analysis and the full-scale test, the maximum converted stress range at the edge location is 32~51% of the required standard flexural strength under the two times over-weight loading condition. In the case of edge loading, the maximum converted stresses from the Westergaard equation, the ANSYS APDL analysis, and the mock-up test are 1.95, 1.7, and 2.3 times of that of the center loading case, respectively. The primary reason for this difference is related to the assumption of the boundary conditions of the vertical connection between the slab module and the crossbeam module. Even though more research is required to fully define the boundary conditions, the proposed design criteria for the concrete modular road finally seems to be reasonable.