KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research (대한토목학회논문집)

Korean Society of Civil Engeneers (대한토목학회)
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A Study of Fatigue Damage Factor Evaluation for Railway Turnout Crossing using Qualitative Analysis & Field Test

현장측정 및 정성분석기법을 이용한 분기기 망간 크로싱의 피로손상도 평가에 관한 연구

  • 박용걸 (서울산업대학교 철도전문대학원 철도건설공학과) ;
  • 최정열 (서울산업대학교 철도전문대학원 철도건설공학과 뉴레일연구소) ;
  • 엄기영 (한국철도기술연구원 철도구조연구실)
  • Received : 2006.04.21
  • Accepted : 2008.07.17
  • Published : 2008.11.30
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Abstract

The major objective of this study is to investigate the fatigue damage factor evaluation of immovability crossing for railway turnout by the field test and qualitative analysis. From the field test results of the servicing turnout crossing and qualitative analysis with frictional wear which section stiffness decreased, it was evaluated fatigue life of servicing turnout crossing. Most design practices have not taken advantage of the advanced theories in the modern fracture mechanics and finite element analysis due to complexity of analysis as well as the large quantity of vaguely defined parameters in actual designs. This paper considers fatigue problems in turnout crossing using effective analytical and design tools from the field of qualitative constraint reasoning. A set of software modules was developed for fatigue analysis and evaluation, which is easily applicable in engineering practices of designers. The techniques enable the use complex analysis formulations to tackle practical problems with uncertainties, and present the design outcome in two-dimensional design space solution. Appropriate engineering assumptions and judgments in carrying out these procedures, often the most difficult part for practicing engineers, can be partially produced by using qualitative reasoning to define the trends and ranges, interval constraint analysis to derive the controlling parameters, as well as design space to account for practical experience.

본 연구에서는 정성분석기법과 현장측정을 통한 분기기 고정 망간크로싱의 피로수명평가 기법에 대한 분석을 다루었다. 공용중인 분기기 망간크로싱에서의 현장측정 결과를 바탕으로한 피로수명평가와 마찰에 의한 단면강성의 변화를 고려한 정성분석기법을 이용하여 망간크로싱의 피로수명을 분석하였다. 대부분의 강재 피로설계에서는 해석 자체의 복잡성 이외에 요구되는 많은 입력 변수들로 인해 설계 단계에서의 불확실성이 발생하며 이에 따라 파괴역학 및 유한요소법에 관한 진보된 이론을 적용하기에 어려움이 있다. 그러나 본 논문에서 제시한 정성분석기법을 이용하면 복잡한 피로해석 및 평가를 설계자들로 하여금 실무에 쉽게 적용할 수 있게 한다. 또한 복잡한 해석변수에 따른 해석결과를 2차원 공간해로 표현함으로써 해석 단계에서의 불확실성을 보완하여 검토자들로 하여금 해석결과의 경향과 범위를 정의할 수 있게 하여 복잡한 해석 공식을 사용하는 노력을 저감시킬 수 있다. 본 논문에서는 이러한 설계에서의 불확실성과 복잡성을 줄일 수 있는 설계 도구를 발전시키려 노력했으며 그것으로 하나의 해법 자체가 단일 치수로 나타나는 것이 아니라 어떤 영역으로 표시되어 선택의 폭을 제시함으로서 판단할 수 있게 되었다.

Keywords

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