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요소 세분화를 이용한 비적합 미끄러지는 접촉문제의 개선과 철도 사각암거 문제에의 적용
최찬용,여인호,정근영,이계희 한국전산구조공학회 2017 한국전산구조공학회논문집 Vol. No.
차량-궤도 구조물 동적 상호작용해석은 차량의 접촉점이 보요소로 모형화된 레일 위를 일정한 속도로 주행하는 미끄러지 는 접촉문제로 취급하였다. 하지만 Euler 보와 같은 고차 다항식의 형상함수가 적용된 유한요소를 사용할 경우 미끄러지는 접촉문제에서 적합조건을 만족하지 못한다. 이 연구에서는 유한요소해석프로그램이 미끄러지는 접촉문제에서의 적합조건을 만족시키지 못하는 것에 대한 해결법으로 주행로를 이루는 보요소를 보다 세분화하여 동적상호작용해석에서의 정확성을 확 보하고자 하였다. 이를 위해 간단한 예제들을 통해 주행로를 이루는 보요소의 세분화 정도에 따른 동적상호작용해석의 거동 을 분석하였으며, 해석 프로그램의 동적상호작용해석에의 적용성을 평가하였다. 마지막으로 사각을 갖는 철도 암거 접속부 의 뒷채움재 설치 형식에 따른 차량주행시의 거동을 평가하기 위하여 동적상호작용해석을 수행하고, 접속부 뒷채움재 형식 의 변경에 따른 지지강성의 변화에 의한 영향과 노반침하에 따른 궤도틀림의 영향을 비교분석하였다. The vehicle-track structure dynamic interaction analysis problem can be treated as sliding contact problem, and it is assumed that vehicle run at a constant speed over a rail modeled as beam elements. Unfortunately, Salome-Meca can not satisfy the compatibility condition for the beam master elements, which are consist of the elements with higher order polynomial shape function, in sliding contact problem. In this study, it is suggested to use more finer beam master element mesh as the remedy for incompatibility in sliding contact problem, and the accuracy of the solution is secured. For this, the effect of beam element mesh refinement consisting runway is analysed through simple examples, and the applicability to the dynamic interaction analysis is evaluated. Finally, the dynamic interaction analysis of railway skewed culvert transition problem is carried out to evaluate the effect of supporting stiffness due to backfill pattern changes and track irregularity due to uneven subgrade settlement.
접속부 궤도 성토재료의 함수특성곡선을 이용한 포화도 분포 산정
최찬용,이정민,권혁민,오정호,Choi, Chanyong,Lee, Jungmin,Kwon, Hyeok Min,Oh, Jeongho 대한토목학회 2015 대한토목학회논문집 Vol.35 No.2
최근 궤도 접속부에서의 부등침하 및 궤도틀림으로 잦은 유지보수 및 열차운영에 지장을 초래하는 경우가 많아지고 있다. 이는 주로 궤도 접속부 시공에 사용되는 다양한 성토재료의 강우나 동결융해 같은 환경적 인자에 의한 역학적 물성들의 변화에 기인한 것으로, 본 연구에서는 궤도 접속부 성토재료에 대한 함수특성곡선을 산정하고 강우 시 포화도 변화 추이를 알아보고자 침투해석을 수행 하였다. 필터페이퍼를 이용하여 다짐 성토의 함수특성곡선을 성공적으로 산정할 수 있었고, 함수특성곡선 데이터를 이용한 강우 시 침투해석을 수행한 결과 궤도 접속부 성토재료의 포화도 분포는 강우강도, 뒤채움재 경사, 성토 및 절토 여부, 그리고 함수특성곡선에 큰 영향을 받는 것을 확인 하였다. The number of occurrence of differential settlement and track irregularity at track transition zone recently comes to increase, which leads to frequent maintenance activities that have an impact on train operation. Such track transition zone damages are attributed to the change of mechanical properties of fill materials due to environmental factors such as rainfall and freeze, and thaw. Consequently, this study attempts to establish the soil water characteristic curve (SWCC) of fill materials, and conduct seepage analysis to assess the distribution of degree of saturation (DOS) for track transition zone in case of rainfall. The SWCC of fill materials was successfully obtained using filter paper test method. The results of seepage analysis revealed that rainfall intensity, the slope of backfill, backfill condition (fill or cut), and SWCC are significantly influential in controlling the distribution of DOS.
기후통계자료 기반 국내 장대레일 설계기준의 북한지역 적용성에 대한 평가
최찬용,이형덕,임남형,문지호 한국철도학회 2020 한국철도학회논문집 Vol.23 No.11
Recently, interest in modernization of railway infrastructures in North Korea has increased with increasing interest in connecting the railways between South and North Korea. It is necessary to install continuous welded rail (CWR) to increase the speed of trains after Initiating the Trans-Korean Railroad (TKR). The ambient air temperature is an important factor that affects the axial forces in CWR because it is directly related to the rail temperature. With increasing and decreasing ambient air temperature, the rail might buckle or fracture due to increased or decreased rail temperature, respectively. In South Korea, the rail temperature is managed to range from -20℃ to 60℃. Thus, the middle temperature is 20℃. This rail temperature range is well operated in South Korea. However, it is doubtful this temperature criteria for CWR can be applicable to the North Korea region, since the ambient air temperature in North Korea is quite different from that in South Korea. In this study, climatic statistics data for 30 years on the Korea peninsula were analyzed and an ambient air temperature range that can be applicable for KR code was studied. Then, the temperature range was compared with that of North Korea to check the applicability of KR code to the North Korea region.