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피로해석을 이용한 철도 분기기 레일연마의 수명연장 효과 분석 KCI 등재

Effect of Rail Surface Grinding on Service Life Extension of Railway Turnout Using Fatigue Analysis

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/373804
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복합신소재구조학회 논문집 (Journal of the Korean Society for Advanced Composite Structures)
한국복합신소재구조학회 (Korean Society for Advanced Composite Structures)
초록

철도 분기기는 결선부와 곡선부의 존재로 인하여 선로에서 가장 손상이 많이 발생하는 구간이며, 구조적 건전성을 유지관리하기 위하여 매년 상당한 비용이 투입되고 있다. 레일연마는 이러한 분기기의 레일 손상을 감소시켜 유지관리 비용을 저감할 수 있는 방안 중 하나로 알려져 있으나, 현재까지 국내에서는 분기기 레일 연마를 통한 유지관리 비용 절감 효과를 정 량적으로 연구한 사례가 거의 없는 상황이다. 이 논문에서는 분기기 레일 연마를 통한 유지관리 비용 절감 효과를 다물체 동적 해석프로그램인 VI-Rail을 이용하여 검토하였다. 레일 연마 효과는 레일 표면의 조도를 이용하여 모사하였으며, VI-Rail 프로 그램의 Flextrack 모델을 이용하여 차량-궤도 상호작용해석을 수행하였다. 수치해석은 60kg #8 분기기와 EMU 차량 모델을 이용 하여 수행하였으며, 레일 표면 조도는 실제 궤도에서 측정된 값을 기반으로 작성한 PSD 함수를 이용하여 모사하였다. 해석 결 과 레일 연마는 분기기 레일의 피로 수명을 6.5% 가량 증가시키는 것으로 나타났다.

Due to discontinuity and curve, the turnout is one of the most damage-prone elements in the railway track, and every year considerable cost has been spent to maintain the structural integrity of the turnout. It has been reported that the rail grinding of the turnout can reduce rail damage, and in turn save maintenance cost. However, to date, few research on quantifying maintenance cost savings of the turnout via rail grinding has been conducted domestically. In this paper, the effect of the turnout rail grinding is numerically studied using a multi-body dynamic analysis program, Vi-Rail. The effect of the rail grinding is simulated using rail surface roughness, and vehicle-track interaction analysis is conducted using the flextrack model of the Vi-Rail program. For the purpose of the study, a 60kg #8 turnout and an EMU vehicle are modeled. The surface roughness is modeled using conventional PSD function based on measurement data from real track. The analysis result shows that the rail surface grinding can increase fatigue life by 6.5%.

목차
Abstract
 1. 서 론
 2. 국내ㆍ외 연구 현황
 3. 레일 조도 모델
 4. 피로수명 해석
  4.1 해석개요
  4.2 응력밀도함수
  4.3 수치해석
  4.4 해석 결과
 5. 결 론
 REFERENCES
 국문초록
저자
  • 채수호(한국교통대학교 철도융합기술연구소) | Chae Sooho (School of Railroad Engineering, Korea National Univ. of Transportation)
  • 장태경(서울교통공사) | Jang Taegyeong (Seoul Metro)
  • 최상현(한국교통대학교 철도공학부) | Choi Sanghyun (School of Railroad Engineering, Korea National Univ. of Transportation) Corresponding author