Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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1997.10a
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pp.535-538
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1997
Studied in this paper was the lateral displacement of railway vehicle using the multi-body dynamic simulation program (VAMPIRE) and the BASS 501. The lateral displacement of railway vehicle is occurred by thc clearance between wheel flange and rail, the track irregularity, the property of each suspension of vehicle and the cant etc. The results of analysis shown that Vehicle is not interfere with subway platform in any conditions namely the tare and full load condition, the wheel. wear condition and the stationary and running of vehicle.
Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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2002.11a
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pp.337.2-337
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2002
When vehicle travelling along the track which has irregularity such as vortical profile, dynamic forces arise at the Wheel/Rail contact patch by wheel/rail interaction. In particular short wavelength irregularities on dipped joint and small stiffness of connecting rail bring about intense wheel/rail dynamic effects at higher speed. In the paper, a new model for dipped joint rail is developed to study dynamic behavior of track. (omitted)
A numerical model for analyzing air-train-track interaction is proposed to investigate the dynamic behavior of a high-speed train running on a track in crosswinds. The model is composed of a train-track interaction model and a train-air interaction model. The train-track interaction model is built on the basis of the vehicle-track coupled dynamics theory. The train-air interaction model is developed based on the train aerodynamics, in which the Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) method is employed to deal with the dynamic boundary between the train and the air. Based on the air-train-track model, characteristics of flow structure around a high-speed train are described and the dynamic behavior of the high-speed train running on track in crosswinds is investigated. Results show that the dynamic indices of the head car are larger than those of other cars in crosswinds. From the viewpoint of dynamic safety evaluation, the running safety of the train in crosswinds is basically controlled by the head car. Compared with the generally used assessment indices of running safety such as the derailment coefficient and the wheel-load reduction ratio, the overturning coefficient will overestimate the running safety of a train on a track under crosswind condition. It is suggested to use the wheel-load reduction ratio and the lateral wheel-rail force as the dominant safety assessment indices when high-speed trains run in crosswinds.
Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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v.16
no.3
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pp.30-37
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2017
When a wheel profile of a train-tram is designed, both train and tram tracks should be considered. This study designed a wheel profile that enables high-speed driving(200km/h) on the train track and low speed driving on the tram track with multiple sharp curves. The study used the approximation optimization method to reduce cost and time, used the sequential quadratic programming method as the optimized algorithm, and the central composite design and response surface method as an approximate model. The optimized wheel shape based on this approximation optimization method reduced wear of the initial wheel showed a better performance in terms of derailment and lateral force.
The development and implementation of an appropriate methodology for the accurate geometric description of track models is proposed in the framework of multibody dynamics and it includes the representation of the track spatial geometry and its irregularities. The wheel and rail surfaces are parameterized to represent any wheel and rail profiles obtained from direct measurements or design requirements. A fully generic methodology to determine, online during the dynamic simulation, the coordinates of the contact points, even when the most general three dimensional motion of the wheelset with respect to the rails is proposed. This methodology is applied to study specific issues in railway dynamics such as the flange contact problem and lead and lag contact configurations. A formulation for the description of the normal contact forces, which result from the wheel-rail interaction, is also presented. The tangential creep forces and moments that develop in the wheel-rail contact area are evaluated using : Kalker linear theory ; Heuristic force method ; Polach formulation. The methodology is implemented in a general multibody code. The discussion is supported through the application of the methodology to the railway vehicle ML95, used by the Lisbon metro company.
For optimization of a low-noise track system, rail vibration and noise radiation needs to be investigated. The main influencing parameters for the noise radiation and the quantitative results of every track system can be obtained using a calculation model of generation and radiation of railway noise. This kind of model includes contact modeling and the calculation model of the dynamic properties of the wheel and the rail. This study used a nonlinear wheel/rail interaction model in the time domain to investigate the excitation of the rolling noise. Wheel/rail response is determined by time integrating Green's function of the rail together with force impulses from the wheel/rail contact. This model and the results of the study can be used for supporting calculation with the conventional model by an addition of the contributions due to nonlinearities to the roughness spectrum.
The Journal of the Convergence on Culture Technology
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v.4
no.4
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pp.413-418
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2018
The purpose of this study is to investigate the cause of rail corrugation and the track force for concrete track (STEDEF) in the urban transit. From the field measurements, the dynamic wheel load, vertical displacement of sleeper and rail bending stress were measured and it was evaluated by regarding to the rail corrugation. As a result of the study, the causes of rail corrugation was experimentally proved by frequency analysis using measured dynamic wheel load data. The influence of corrugation on dynamic wheel load, rail bending stress and sleeper displacement was evaluated that the periodic irregularities of rail corrugation on the rail surface amplified the dynamic track force such as the dynamic wheel load, and thus the rail bending stress and the vertical displacement of sleeper could be increased by a maximum of 1.7 times.
Seo, Jung-Won;Kwon, Seok-Jin;Jun, Hyun-Ku;Lee, Dong-Hyong
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.27
no.8
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pp.35-41
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2010
White Etching Layer(WEL) is a phenomenon that occurs on the surface of rail due to wheel/rail interactions such as excessive braking and acceleration. Rolling Contact Fatigue(RCF) cracks on the surface of rail have been found to be associated with WEL. In this study, we have investigated RCF damages of white etching layer using twin disc testing and fatigue analysis. These tests consist of wheel flat tests and rolling contact fatigue tests. WEL has been simulated by wheel flat test. It has been founded that the WEL with a bright featureless contrast is formed on the surface of specimen by etching. Rolling contact fatigue test was conducted by using flat specimens with the WEL generated by the wheel flat test. It has been observed that two types of cracks occur within the specimen. The contact fatigue test was simulated in 2D elastic-plastic FE simulations. Based on loading cycles obtained from the finite element analysis, the fatigue life analysis according to the thickness variation of WEL was carried out. The longest fatigue life was observed from the thickness of 20um.
Ham, Young-Sam;Seo, Jung-Won;Kwon, Seok-Jin;Lee, Dong-Hyung
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.28
no.5
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pp.559-564
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2011
For the safety of railway, it should be evaluated for the running safety by measuring the derailment coefficient. Although railway has run the fixed and maintained rail, some of railway is derailed. This report shows the results that performed the static load test, main line running test on the basis of the derailment theory and experience. It is executed main line test into more than 90km/h for estimating the curving performance and running safety of depressed center flat car of 3-axle bogie. As the test results, could confirm the curving performance and running safety of depressed center fiat car of 3-axle bogie from the results of the wheel unloading, lateral force, derailment coefficient etc. Derailment coefficient was less than 0.6, and lateral force allowance limit and wheel load reduction ratio were enough safe.
A trial run of locally-developed tilting train has been in process on Chungbuk line since the test vehicle was first produced. For the system stabilization, interface verification among the systems including track, structure, catenary and signaling system, not to mention the rolling stock, is very crucial. Therefore, in this study, the dynamic rail force of the tilting (Hanvit 200), high-speed (KTX) and general (Mugunghwa) vehicle caused by driving in transition curve track was measured. And, it compared the tilting response with the other by using the measured wheel load data in transition curve track, and then evaluated probability the range of wheel load fluctuation for the variable dynamic vertical and lateral wheel load. As a result, a range of wheel load by occured a change of cant from the high-speed and general vehicle which had fixed bogie structure was distributed throughout small deviation (${\Delta}8{\sim}13kN$). Otherwise, in case of the tilting train which was consisted of the pendulum bogie structure was distributed wide range about large deviation (${\Delta}25{\sim}28kN$) by changed of cant.
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