• 제목, 요약, 키워드: Rail stress

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Influence of Slab Length on behavior of Floating Slab Track by Rail-slab-isolator Longitudinal Interaction

  • Nguyen, Huan Ha;Jang, Seung Yup;Chung, Wonseok
    • International Journal of Railway
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    • v.5 no.4
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    • pp.163-166
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    • 2012
  • Many different types of floating slab track have been developed and installed around the world to reduce vibrations and noise originating in the surrounding environment. The main objective of this study is to examine the influence of slab length on behavior of floating slab track based on rail-slab-isolator interaction. The floating slab track is modeled by the connection between rail, slab, isolator, and slab mat in the transition zone. All elements were assembled in a simplified two-dimensional (2D) finite element model (FEM). The maximum length of FST is then investigated based on the maximum additional rail stress criterion as described in UIC 774-3R since no fully accepted design criteria for the slab length in FST systems currently exist.

고속철도 레일 표면 결함 관리기준에 관한 연구 (Investigation of the Maintenance Criteria for the Rail Surface Defects in High-Speed Railways)

  • 양신추;장승엽
    • 한국철도학회논문집
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    • v.14 no.6
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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.

혼합모드 변동하중하에서 레일강의 피로균열 진전거동 (Fatigue Crack Growth Behavior for Rail Steel under Mixed Mode Variable Amplitude Loading)

  • 손경주;서영범;김철수;김정규
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • pp.261-266
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    • 2003
  • The growth behavior of the transverse crack, which was one of the most dangerous damages of rail defects, was investigated under mode I and mixed mode loading in rail steel. In the case of variable amplitude loading, the fatigue crack growth behavior was discussed using characteristic stress intensity factor ranges ${\Delta}_{rms}$. In addition, characteristic comparative stress intensity factor ranges ${\Delta}_{V,rms}$ was proposed to evaluate the quantitative effects of the variable amplitude under mixed mode loading. As a result, crack growth rate under variable amplitude loading was faster than that under constant amplitude loading.

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레일의 제조공정에서 비금속 개재물에 의한 레일의 잔류응력 해석 (Analysis of the Residual Stress Produced by non-metallic Inclusions during Rail Manufacturing Process)

  • 구병춘;정우현;이희성;서정원
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • pp.352-357
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    • 1999
  • During the cooling process of rail, residual stresses are produced due to the difference of the coefficients of thermal expansion between rail and inhomogeneous non-metallic inclusions such as sulphides and oxides. A micro-mechanical approach is used to obtain the stresses in the inclusions and matrix, After obtaining the stress of an elliptical inhomogeneous inclusion in an infinite domain, average stresses of randomly distributed spherical inclusions are obtained by use of Mori-Tanaka's self consistent method. The magnitude of the calculated residual stress is near to the yield stress of the matrix in case of the spherical inclusions.

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차륜-레일 구름접촉 시 슬립율에 따른 접촉응력의 변화 해석 (Analysis of Contact Stress with Partial Slip in Wheel-rail Rolling Contact)

  • 이동형;서정원;권석진;최하영;김재철
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • pp.643-648
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    • 2011
  • Fatigue crack in most rails take place by rolling contact between wheel and rail in railway industry. Therefore, it is critical to understand the rolling contact phenomena, especially for the three-dimensional situation. In this paper the steady-state rolling contact problem of KTX wheel and rail (UIC60) has been studied with three-dimensional finite element analysis. The variation of contact pressure and contact stresses on rolling contact surface were obtained using the finite element method. The three-dimensional distribution of contact stresses on the contact surface are investigated. Results show that the distribution of shear stress and contact stress (von Mises) on the contact surface varies rapidly as a result of the variation of stick-slip region. The contact stress at the leading edge is greater than at the trailing edge because of stick and slip phenomena.

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레일연마에 따른 고속철도 레일 피로수명 평가 (Evaluation of Rail Fatigue Life by Rail Grinding in the High Speed Railway)

  • 박원서;임형준;박용걸;성덕룡;강윤석
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • pp.783-792
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    • 2011
  • The control of rail surface irregularity is very important for the high speed train service in the high speed rail. In order to manage it, initial, preventative, and maintainable rail grinding have been performed and among them, preventative rail grinding conducts in every each year. This study carried out the field test for dynamic track response according to rail surface irregularity comparing before and after rail grinding. In addition, the change of dynamic track responses according to rail grinding was analyzed and the fatigue life was estimated though Rainflow Counting Method and RMC Equivalence Stress. Therefore, it suggested that rail fatigue life should be increased by rail grinding, because amount of impact occurred on track is decreased by getting rid of rail surface irregularity.

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장대레일 부가축력 및 변위 검토를 위한 설계차트 개발(II) - 일반철도 교량 설계차트 (Development of Design Chart for Investigating an Additional Rail Stress and Displacement on CWR(II) - Design Chart for Railway Bridge of Conventional Line)

  • 최일윤;임윤식;양신추;최진유
    • 한국철도학회논문집
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    • v.12 no.4
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    • pp.574-581
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    • 2009
  • 장대레일이 교량구간에 설치되면, 궤도와 교량의 상호작용에 의하여 부가축력과 변위가 발생하게 되므로 설계단계에서 장대레일의 부가축력 및 변위 검토가 필요하다. 본 논문에서는 장대레일 상호작용에 영향을 미치는 주요 인자들을 변수로 종방향 상호작용해석을 수행하였으며, 교량설계단계에서 장대레일 부가축력 및 변위 검토를 간단히 수행할 수 있도록 설계차트로 정리하였다. 본 논문에 제시된 설계차트는 일반철도 교량에 대한 결과로써, 강교량 및 콘크리트 교량, 지갈궤도 및 콘크리트궤도, 단순교(FM방식) 및 연속교(MFM방식)에 대하여 하부강성 및 상부강성별 설계차트로 구분하여 제시되었다.

차량/궤도 상호작용해석을 통한 고속철도 콘크리트궤도 레일의 피로수명 예측 (The Fatigue Life Evaluation of Rail on the Concrete Track of High Speed Railway by Analysis of the Vehicle/Track Interaction)

  • 임형준;성덕룡;박용걸
    • 대한토목학회논문집
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    • v.32 no.6D
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    • pp.663-671
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    • 2012
  • 철도노선에 콘크리트궤도가 본격적으로 적용되고, 승차감 향상 및 고속화와 궤도유지보수비용 저감을 위해 장대레일의 수요가 급증하고 있다. 그러나 국내의 콘크리트궤도 현장 적용년수가 길지 않아 실제 현장에서 반복적인 열차하중을 받아 장대레일이 파단된 사례가 현재까지 없기 때문에 실제 현장 데이터를 이용하여 장대레일의 수명을 예측하고 교체주기를 산정하는 것은 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 차량/궤도 상호작용해석을 통해 레일에서 발생하는 응력을 검토하여 그 해석결과 값에 대해 중회귀분석을 수행하여 운행속도와 표면요철에 따른 레일 휨응력 예측식을 도출하였다. 최종적으로 산정된 예측식을 이용하여 콘크리트궤도 장대레일의 피로수명을 예측하였다.