• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제17권1호
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• pp.1-10
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• 2003

This paper summarizes the results of the fatigue test of four composite bridge decks in extreme temperatures (-30$^{\circ}C$ and 50$^{\circ}C$ ). The work was performed as part of a research program to evaluate and install multiple FRP bridge deck systems in Dayton, Ohio. A two-span continuous concrete deck was also built on three steel girders for the benchmark tests. Simulated wheel loads were applied simultaneously at two points by two servo-controlled hydraulic actuators specially designed and fabricated to perform under extreme temperatures. Each deck was initially subjected to one million wheel load cycles at low temperature and another one million cycles at high temperature. The results presented in this paper correspond to the fatigue response of each deck for four million load cycles at low temperature and another four million cycles at high temperature. Thus, the deck was subjected to a total of ten million cycles. Quasi-static load-deflection and load-strain responses were determined at predetermined fatigue cycle levels. Except for the progressive reduction in stiffness, no significant distress was observed in any of the composite deck prototypes during ten million load cycles. The effects of extreme temperatures and accumulated load cycles on the load-deflection and load-strain response of FRP composite and FRP-concrete hybrid bridge decks are discussed based on the experimental results.

• 한국정밀공학회지
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• 제30권8호
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• pp.785-789
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• 2013

Worm gear sets may be either single- or double-enveloping. In a single-enveloping set, the worm wheel is cut into a concave surface, thus partially enclosing the worm when meshed. The double-enveloping worm gear is similar to the single-enveloping gear; however, the worm envelopes the worm gear. Thus both are throated. The double-enveloping worm gear has more of the tooth surface in contact than the single-enveloping worm gear. The larger contact area increases the load-carrying capacity. For this reason, double-enveloping worm gearing is widely applied in heavy-duty machinery, for applications including construction and metallurgy. In this paper, we designed a compact reduction gear that is highly efficient using double-enveloping worm gears. We calculated the bearing load in the worm gearing to select the bearing and the housing surface area according to the recommended values from AGMA(American Gear Manufacturers Association). The finite element method was used to assess the structural integrity.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.137-143
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• 2016

The fifth wheel coupler is a heavy automotive coupling structure which connects a tractor and a trailer used for heavy-duty trucks widely. It is subjected to various loads simultaneously such as rolling, pitching and yawing loads as well as coupling frictional and impact loadings. Most of existing couplers have been overdesigned and, therefore, it is necessary to reduce the dead weight to increase the fuel efficiency. The topology optimization was applied in order to find conceptual layout designs which could show major load paths and ribs locations, and then the size structural optimization was performed in order to determine the heights and thicknesses of coupler ribs with the predetermined various loading conditions for the development of a new slim coupler with a minimum weight and high enough strength and stiffness. As the results of the topology optimum design, an efficient new coupling structure for truck trailers was designed. The weight of the new fifth wheel coupler was reduced by 4.9 %, compared with the existing one, even though all strength requirements were satisfied. The fatigue test of the new coupler was performed with cyclic vertical loads (+78.4 to +235.2 kN) and horizontal loads (-91.2 to +91.2 kN) simultaneously at 1 Hz and the life of 2,000,000 cycles were achieved without failure.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.2464-2472
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• 2011

열차주행이 고속화 되고 콘크리트궤도가 건설되고 있는 가운데 레일 체결장치는 저탄성화로 전달하중, 소음, 진동 등을 저감 하려는 추세이다. 따라서 저탄성패드의 적용은 궤도전체의 내구성과 안정성에 미치는 영향이 크다고 할 수 있다. 본 연구에서는 선행연구에서 다룬 패드스프링계수별 정적해석과 실물반복재하시험에 이어 동적응답해석을 추가적으로 수행하였다. 열차바퀴를 실물로 모델링하여 레일위에서 직접 주행시킴으로서 이 때 발생하는 궤도각부의 변형특성을 비교 분석하여 저탄성패드의 스프링계수에 따라 노반으로 전달되는 하중의 저감 효과를 검토하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권6호
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• pp.595-602
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• 2016

자동차용 휠 베어링은 회전운동을 전달하고 차량의 무게를 지지해주는 중요한 부품이다. 최근 $CO_2$ 배출가스 저감과 연비 규제에 따라서 자동차 경량화 및 소형화 요구는 점점 증가하고 있고, 이에 부응하여 베어링의 수명 평가기술은 더욱 그 필요성이 증가하고 있다. 휠 베어링의 내구수명은 고려해야 할 인자들이 매우 다양하며 이들이 서로 복잡하게 연관되어 있으므로 수명을 예측하는 것이 쉽지 않다. 본 논문에서는 자동차용 휠 베어링의 수명에 영향을 끼치는 많은 인자들 중에서 작동하중과 회전속도를 변화시키면서 수명을 시험하였고, 이를 ISO 국제표준에서 제안하는 이론수명인 기본정격수명과 보정정격수명 결과와 비교하였다. 이들 수명을 비교한 결과, 기본정격수명과 보정정격수명 모두 시험수명과 차이가 존재하며, 기본정격수명 보다 보정정격수명이 시험수명을 상대적으로 잘 예측함을 알 수 있었다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 1999년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.159-166
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• 1999

In this paper, running performance analyses of an articulated light rail vehicle are carried out using VAMPIRE software package. The stability analysis to determine the critical speed and the safety analysis such as derailment coefficients, lateral forces of wheels and reduction of wheel load are carried for the track conditions of straight, transition and curving range to the operating velocity of 40km/h. Also, ride quality is analyzed. As the results of analysis, the safety of light rail vehicle satisfied with the limit values and the ride quality for tare and full load condition was shown to the "not uncomfortable" level in ISO 2631-1 (1997) criteria.

• 한국철도학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.39-48
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• 2011

본 논문에서는 열차가 주행할 때 궤도를 통해 전달되는 진동크기가 구조물의 안전성뿐 만아니라 선로 인근주민, 가축 및 건물에게 미치는 영향을 최소화하기 위해 규정된 진동한계범위에 도달하는 가를 다양한 지반과 궤도구조물의 상호작용에 의한 3D 수치해석을 통해 정확히 예측하고 다양한 지반에 적절한 진동저감을 가져오는 궤도의 단면 및 형태를 결정하는 방법에도 이결과를 사전에 활용할 수 있도록 하였다. 예로서 열차운행으로 인해 발생되는 터널, 성토 및 교량 3종류의 서로 다른 시설물의 진동을 지반-구조물의 상호작용에 의한 3D수치해석을 통해 Spec과 비교분석하여 평가하였으며 주변 환경에 적합한 토층의 변화를 통해 진동저감방법의 한예를 수행하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제6권3호
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• pp.443-448
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• 2020

본 연구에서는 영종대교를 구성하고 있는 교량형식(트러스교, 현수교)별 열차종류(AREX, AREX Express, KTX, KTX-Sancheon) 및 열차속도가 강직결 궤도구조의 동적거동에 미치는 영향을 분석하고자 현장측정을 수행하였다. 현장측정결과를 바탕으로 궤도충격계수 및 열차주행안정성(탈선계수, 윤중감소율, 레일두부횡변위)을 국내, 외 관련기준 및 법규와의 비교하여 영종대교 교량상 강직결 궤도구조의 동적거동에 영향을 미치는 열차하중 및 속도의 효과를 분석하였다. 연구결과, 영종대교 교량형식별 궤도의 동적거동의 차이는 뚜렷하지 않으나 열차하중의 크기에 보다 직접적인 영향을 받는 것으로 분석되었다. 따라서 향후 열차속도 증가에 따른 궤도충격계수의 증가와 이에 따른 궤도부담력의 증가수준을 감안한 영종대교 강직결 궤도구조의 보강방안 수립이 필요할 것으로 판단된다.

• 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.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.320-328
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• 2017

철도차량에 폭 넓게 적용되고 있는 축상고무스프링의 노화에 따른 탈선안전도 영향을 분석하고자 노화 축상고무스프링 시료를 대상으로 특성시험을 수행하였다. 그리고 축상고무스프링 노화가 탈선 안전에 미치는 영향을 분석하기 위하여 주행 동특성 해석을 수행하였다. 사용연수 17년이 지난 롤고무 축상스프링 시료를 대상으로 한 상하방향 특성시험결과, 고무 노화로 인하여 변위 복원기능이 저하되었고 스프링강성이 현저히 증가하였다. 그리고 EN14363규격 적용 twist궤도 주행 시를 모사한 주행동특성 해석결과, 정상 차량모델(Case1)에 비하여 노화 축상스프링 특성을 적용한 차량모델(Case2)의 탈선계수와 윤중감소가 증가하여 탈선안전도는 저하하였다. 특히 급격한 선형 변동이 발생하는 천이구간 주행 시 윤중감소로 인한 탈선안전도는 취약하게 나타났다.