• 제목, 요약, 키워드: Rail stress

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ABAQUS 서브루틴을 이용한 레일 보수용접 잔류응력 해석 (Residual Stress Analysis of Repair Welded Rail Using the ABAQUS User Subroutine)

  • 김동욱;전현규;이상환;장윤석
    • 한국정밀공학회지
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    • v.33 no.7
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    • pp.551-558
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    • 2016
  • Reduction of welding residual stress is very important in the railway industry, but calculating its distribution in structures is difficult because welding residual stress formation is influenced by various parameters. In this study, we developed a finite element model for simulating the repair welding process to recover a surface damaged rail, and conducted a series of parametric studies while varying the cooling rate and the duration of post weld heat treatment (PWHT) to find the best conditions for reducing welding residual stress level. This paper presents a three-dimensional model of the repair welding process considering the phase transformation effect implemented by the ABAQUS user subroutine, and the results of parametric studies with various cooling rates and PWHT durations. We found that heat treatment significantly reduced the residual stress on the upper rail by about 170 MPa.

도시철도 콘크리트궤도(STEDEF)의 레일파상마모 발생원인 분석을 위한 실험적 연구 (An Experimental Study on Causes Evaluation of Rail Corrugation for Concrete track(STEDEF) in Urban Transit)

  • 최정열;공형식;김준형;김학선;정지승
    • 문화기술의 융합
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    • v.4 no.4
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    • pp.413-418
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    • 2018
  • 본 연구에서는 도시철도 콘크리트 궤도(STEDEF)구조에 발생된 레일파상마모의 발생원인과 이에 따른 궤도부 담력의 수준을 분석하고자 실 운행열차를 대상으로 현장측정을 수행하여 동적 윤중, 레일저부휨응력 및 침목변위를 측정하였다. 동적 윤중 측정데이터를 이용한 주파수 분석을 통해 측정구간에 발생된 파상마모의 발생원인을 실험적으로 입증하였으며, 파상마모가 동적 윤중, 레일휨응력 및 침목변위 증가에 미치는 영향을 분석하였다. 연구결과, 레일 표면에 발생된 주기적인 요철형상의 파상마모는 동적 윤중을 증폭시키고 이에 따라 레일 휨응력 및 침목변위를 최대 1.7배 이사 크게 증가시킬 수 있는 것으로 분석되었다.

지진하중을 고려한 장대레일교량의 궤도-교량 상호작용에 대한 안전성 평가 (Safety Evaluation on Interaction between Track and Bridge in Continuous Welded Railway Bridge Considering Seismic Load)

  • 심윤보;김연태;김상철
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • v.20 no.2
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    • pp.40-48
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    • 2016
  • 본 연구는 지진이 발생할 경우 장대레일교량에 있어 레일과 상판 간의 종방향 상호작용에 미치는 영향을 검토하기 위한 것으로, 해석모델에 여러 하중조합과 함께 지진하중을 적용함으로써 대상 철도교량 레일에서의 축방향 부가응력과 레일-상판 간 상대변위의 변화를 산출하였다. 해석 결과, 본 연구 대상 철도교량의 경우 철도시설공단에서 제시하고 있는 표준응답스펙트럼을 적용할 때 레일부가응력은 대부분의 하중조합에 대해 허용기준 내의 값을 보이고 있는 반면, 레일-상판 상대변위는 공단에서 제시하는 허용기준을 초과하고 있는 것으로 나타났다. 따라서 레일-상판 상대변위가 레일부가응력에 비해 상대적으로 더 허용기준을 만족시키기 어렵다는 것을 알 수 있었으며, 아울러 고베 대지진과 같은 큰 규모의 지진이 발생하면 레일부가응력과 레일-상판 상대변위는 허용기준을 충족시키지 못하므로 이에 대한 적절한 내진 대비가 필요하다.

다구찌 기법을 이용한 3 문형 냉장고 서랍용 롤러 레일의 설계 (Design of a Roller Rail for the Drawer of Three-Door Refrigerators Using Taguchi Method)

  • 이부윤;김제현
    • 한국정밀공학회지
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    • v.26 no.6
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    • pp.97-105
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    • 2009
  • Optimal design of a roller rail which replaces the ball rail for three-door refrigerators is presented using the finite element analysis and the Taguchi method. Stress and deformation of the roller rail for an initial design are analyzed and evaluated. Optimal design parameters are determined using the Taguchi method. The maximum stress of the optimal design is favorably reduced comparing to the initial design. It is verified through an additional analysis that the drawer on the roller rail will not be derailed even if one opens the drawer with a transverse force.

무도상 철도교 레일 장대화를 위한 궤도-교량 상호작용 해석 및 개량방안 분석 (Analysis of Track-Bridge Interaction and Retrofit Design for Installation of CWR on Non-ballasted Railway Bridge)

  • 윤재찬;이창진;장승엽;최상현;박성현;정혁상
    • 한국도시철도학회논문집
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    • v.6 no.4
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    • pp.383-392
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    • 2018
  • 본 연구에서는 비교적 경간이 긴 트러스교를 포함한 무도상 교량을 대상으로 장대레일을 부설할 때 궤도-교량 상호작용으로 인한 레일 부가 축응력과 교량 지점 반력 등의 변화를 검토하여 레일 장대화를 위한 개량 방안을 분석하였다. 연구결과에 따르면 무도상 교량에서 장대레일을 부설할 경우 레일 부가 축응력과 지점 반력이 큰 폭으로 증가하는 것으로 나타났다. 레일 부가 축응력은 횡저항력을 충분히 확보할 경우 수용 가능하지만, 지점 반력이 증가하게 될 경우 받침이나 교각의 손상이 우려되고 대규모 보수 보강을 필요로 하므로 지점 반력을 완화시킬 수 있는 방안을 강구할 필요가 있다. 교량 가동단의 마찰저항을 고려하는 경우 레일 부가 축응력은 감소하지만 지점 반력에 미치는 영향은 매우 작은 것으로 나타났다. 반면 궤도 종저항력이 작아지면 레일 부가 축응력과 지점 반력이 모두 큰 폭으로 감소하는 것으로 나타났으며, 레일 부가 축응력이 큰 일부 구간에 ZLR 체결장치를 적용하는 경우 레일 부가 축응력 뿐 아니라 교량 지점 반력이 크게 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 무도상 교량의 레일 장대화를 위하여 일부 ZLR 체결장치를 적용하고 궤도 종저항력을 줄이는 방안이 매우 효과적이라고 판단된다.

단일 및 혼합모드 하중하에서의 레일강의 파괴조건 및 피로균열진전거동 (Fracture Criterion and Fatigue Crack Growth Behavior of Rail Steel Under Mode I & Mixed Mode Loading)

  • 김정규;이종선;김철수
    • 대한기계학회논문집A
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    • v.23 no.6
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    • pp.1039-1047
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    • 1999
  • It is necessary to evaluate the fatigue behavior of rail steel under the multi-axial stress state to assure the railway vehicle's safety. For this purpose, the stress analysis to investigate the crack initiation criteria, static failure and fatigue behavior under mixed-mode are performed. The stress analysis results show that the initiation of the transverse fissure depends on the maximum shear stress below the surface. For the mixed mode, the fatigue crack growth behavior which is represented by the projection crack length and comparative S.I.F, ${\Delta}K_v$, shows the more conservative results. Also, its rate is lower than that of the case of the mode I, and this difference decreases with increasing the stress ratio, R.

차륜과 레일간의 상호 작용력에 의한 틸팅차량 윤축의 응력분포 (Stress Distribution of Tilting Vehicles Wheel-set by Interaction Force Between Wheel and Rail)

  • 함영삼;오택열
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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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.

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레일 피로수명 예측에 따른 레일 연마의 효용성 평가 (Evaluation on Effectiveness of Rail Grinding by Prediction of Rail Fatigue Life)

  • 김만철
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • pp.255-261
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    • 2008
  • The importance of maintenance of rail surface defects is increasing according to the KTX operation. That is because during high speed operation of rolling stocks, rail surface defects shorten fatigue life of rail, accelerate track degradation and deteriorate ride comfort. Rail grinding has been applied for effective rail maintenance in Kyeong-Bu HS line. This paper evaluates the effectiveness of rail grinding in term of rail fatigue life. To this end, the stresses of the ground rail are measured under KTX running and the equivalent stress range is calculated by RMC after the frequency analysis done with Rainflow counting method. Also, Pamglen-Miner rule is applied to predict the fatigue life of ground rail. The result of the analysis shows that the fatigue life of ground rail is increased by 15%.

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차륜답면의 형상변화에 의한 접촉응력분포 해석 (Contact Stress Analysis on the Variation of Wheel Profile)

  • 김의석;허현무;윤춘한
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • pp.663-667
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    • 2003
  • Mechanical force acted on the rail wheel causes excessive wear and increases the maintenance cost. The present paper proposes newly designed wheel profiles in order to reduce the contact stress. Numerical analysis on the stress distribution of wheel-rail contact stress is carried out using ABAQUS, a commercial finite element code. The result of KNR1/40 conical wheel is compared to those of the proposed wheels, all of which are arc wheel profile type.

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분기기와 교량의 상호작용 특성에 관한 연구 (A study on the axial force and displacement characteristics of turnout on a bridge)

  • 양신추;김인재;김은
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • pp.1306-1311
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    • 2006
  • Most of design parameters of Railway Structures are determined by the serviceability requirements, rather than the structural safety requirements. The serviceability requirements come from Ensuring of Running Safety and Ride Comfort of Train, Reduction of Track Maintenance Work Track-Bridge Interaction should be considered in the design of railway structures. In this study, a numerical method which precisely evaluate an axial force in rail and a rail expansion and contraction when turnout exist in succession on a CWR on a ballasted or on a ballastless track of bridge is developed. From the parameter studies using the developed method, additional stress of stock rail almost 25% is generated due to stock and lead rail interaction, even embankment not bridge. In case of ballasted track, additional stress of stock rail on bridge is very greater than on embankment, and therefore require detailed review in bridge design with turnout. Stresses of turnout rails on bridge are very sensitive according to the installed positions. In case of ballastless track, Stresses of turnout rails are similar as those of normal track

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