LDSS 소재를 적용한 철도차량 루프 블록 제작

정현승(Hyunseung Jung),임재용(Jae Yong Lim),김정국(Jeong-Guk Kim),서승일(Sungil Seo),원성연(Sungyeun Won),최점용(Jeom Yong Choi) 한국철도학회 2014 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2014 No.5

본 연구에서는 신규 개발 중인 린듀플렉스 스테인리스강(LDSS) 소재에 대한 철도차량 차체 적용 가능성을 검토하기 위해 실제 차체 생산라인의 제작방식으로 루프 블록시제품을 제작하였다. 루프 블록은 루프패널, 카라인, 퍼라인, 캔트레일 등의 4가지 부품으로 구성되어 있으며, 루프 부품 제작을 위해 굽힘가공, 롤포밍, 스트레치포밍 등의 가공기법이 적용되었고, 블록 조립을 위해 시임용접, 점용접 등의 저항용접기법이 적용되었다. 시제품 제작 결과, LDSS 소재는 기존 소재(STS304, STS301L)와 비교하여 동등이상의 가공성과 용접성을 가지고 있음을 확인하였다. In this study, a prototype of rolling stock roof block is constructed using LDSS(Lean Duplex Stainless Steel) to check the applicability of this new material to rolling stock structures. Roof block is composed of four components; roof panel, car line, pur line, cant rail. In the fabrication process of roof components, bending forming, roll forming and stretch forming are used. To assemble roof components, seam welding and spot welding is applied. As results, we can find that LDSS has equivalent fabricability and weldability compared to the conventional materials such as STS304 and STS301L.

철도차량 실물충돌시험설비 표준불확도 평가

김진성(Jinsung Kim),정현승(Hyunseung Jung),권태수(Taesoo Kwon),이덕희(Duckhee Lee),정세환(Sehwan Jeong) 한국자동차공학회 2011 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2011 No.11

This paper reports standard uncertainties of full-scale crash testing facilities for a train. KRRI(Korea Railroad Research Institute) has established full-scale crash testing facilities which is the first testing facilities among Asian countries. The testing facilities enabled single item test, crash module test and full structure test including dummies for a occupant injury evaluation. Full-scale crash testing facilities consist of a crash barrier, dynamic load cell, high speed DAS(Data Acquisition System), a laser displacement sensor, dummies, a motor car and etc. The items for evaluation of standard uncertainties are impact load, displacement during impact, energy absorption and acceleration. Six dynamic load cells with a capacity of 3,000 kN each are used to measure the impact load and the data acquisition system records the converted voltage signal. Displacement during impact is measured with a laser displacement sensor which has high sampling capacity. Acceleration data are measured with several accelerometers attached to the specimen and moving car. Standard uncertainties of measurement devices were evaluated on the basis of the ISO guide(GUM: Guide to the expression of Uncertainty in Measurement)

철도차량 적용을 위한 신개발강종 LDSS 3종의 점용접성 평가

임재용(Jae Yong Lim),정현승(Hyunseung Jung),김정국(Jeong Guk Kim),서승일(Sungil Seo),원성연(Sungyeun Won),최점용(Jeom Yong Choi) 한국철도학회 2014 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2014 No.5

스테인리스 철도차량 부재 적용을 목적으로 한 신개발강종인 Lean Duplex Stainless Steel (LDSS) 3종 점용접부의 강도평가를 수행하였다. 현재 스테인리스 전동차 부재의 연결이음부위는 KS R 9204 규격에서 규정한 바와 같이 STS301L 과 STS304 두 강종에 관하여만 언급하고 있으며 판 두께에 따른 허용 인장전단하중을 제시하고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 LDSS 3종에 대한 점용접 시편을 제작하였으며, 너깃 지름과 허용 인장전단하중을 평가하였다. 시편 제작을 위해 우선적으로 점용접 조건을 탐색하였으며, 이를 바탕으로 제작된 시편을 이용하여 너깃 직경 측정과 인장-전단 시험을 수행하였다. 시험 결과 신개발 강종 3종의 점용접부는 0.4~4.5mm 판재 두께에 대해 KS B 0850에서 규정한 A급 품질의 요구조건을 모두 만족하였다. 결론적으로 우수한 내식성과 경제성을 내세운 LDSS 3종은 현재 철도차량 소재인 스테인리스 강을 대체할 수 있을 것으로 전망된다. In this study, the spot welding strengths of three Lean Duplex Stainless Steels (LDSSs) were evaluated for future railway applications. Currently, STS301L and STS304 have been noted for the parent materials of Korean urban transit vehicles in KS R 9204 regulations, in which their allowable tension-shear loads and nugget diameters are provided depending on their plate thickness and parent material. In this regard, spot welding specimens consisting of the three LDSSs were made after appropriate spot-welding conditions were determined, and their qualities such as nugget diameters and tension-shear strengths were evaluated. As a result, all the spot-welding plates ranging 0.4~4.5mm thicknesses satisfied the “A-class quality” specified in KS B 0850. In conclusion, the newly developed stainless steels, the three LDSSs, were expected to replace the conventional stainless steels, STS301L and STS304 for future railway applications.

도시철도차량의 운행조건을 고려한 추진제어장치용 필터 리액터 경량화 연구

이창영(Changyoung Lee),조정민(Jongmin Jo),정현승(Hyunseung Jeong),이진호(Jinho Lee),김정국(Jungkuk Kim),한영재(Youngjae Han) 한국철도학회 2013 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2013 No.11

본 논문은 도시철도차량용 필터리액터의 경량화를 목적으로, 필터 리액터의 허용전류밀도를 현재보다 높게 설계함으로서 제품의 경량화 가능성을 다루고 있다. 본 연구를 위하여 허용전류밀도를 높여 20 % 경량화된 시작품을 제작하였으며, 실제 차량 운행 조건을 모의한 부하시험을 실시하였다 시험결과, 기존 제품에 비해 약 15~20 ℃ 정도의 온도 상승이 나타났지만 허용 온도 기준에 비해 충분한 온도 여유가 있음을 확인하였다. 따라서 차량의 실제 운행 환경을 고려할 경우 충분히 적용 가능할 것으로 판단되며, 현 제품을 20 % 이상 경량화 할 수 있음을 확인하였다. This paper deals with the feasibility study of a reduced-weight filter reactor for urban electric multiple (EMU) by increasing the max. current density of the coil conductor. A prototype of which current density was designed to be 50 % higher than conventional one was prepared and tested. The test current condition was defined from the operation pattern of the EMU. The results showed that the prototype can be satisfied with the temperature requirement. In this study, we concluded that the weight of filter reactor could be reduced by about 20 %.

전동차용 보조전원장치 경량화를 위한 HF DC/DC 컨버터에 관한 연구

조정민(Jeongmin Jo),한영재(YoungJae Han),이창영(ChangYoung Lee),정현승(HyunSeung Jeong),정상용(SangYong Jung) 한국자동차공학회 2011 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2011 No.5

One of the major trends in power electronics is increasing the switching frequencies. The advances in the frequency elevation have made it possible to reduce the total size and weight of the passive components such as capacitors, inductors and transformers in the DC/DC converter and hence to increase the power density. The dynamic performance is also improved. This document describes several aspects relating to the design of resonant DC/DC converter operating at high frequency(10㎑) and the converter topologies and the control method, which result in soft switching, are discussed.

[미발표] 전동차용 8mH급 철심형 필터리액터의 설계제작 및 특성평가

강재식(Jaesik Kang),이창영(Changyoung Lee),조정민(Jeongmin Jo),이진호(Jinho Lee),정현승(Hyunseung Jeong) 한국철도학회 2013 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2013 No.5

본 논문에서는 VVVF 추진 DC 전동차에 공급되는 전원의 품질 향상을 위하여 추진제어장치의 입력단에 설치되는 필터리액터의 경량화를 위한 설계제작 및 특성평가를 수행하였다. 기존에 사용되는 공심형 필터리액터를 대체하여 철심형 필터리액터에 대한 연구를 진행하였다. 요구 사항에 알맞은 구조 및 형상과 성능 조건을 만족하는 필터리액터를 설계하기 위해 유한요소해석 기법을 이용한 전자상 해석과 열 해석을 동시에 진행하였다. 또한 해석에 의한 설계 결과를 검증하기 위해 시작품을 제작하였고, 제시된 필터리액터의 요구 사양에 따른 성능시험을 실시하였다. 자연냉각 조건에서 8.0mH, 정격 DC 450A, DC 1500V를 만족하고, 절연열화시험과 온도상승시험을 진행하여 요구 사양을 만족시켰다. 따라서 510kg의 중량을 갖는 기존 공심형 필터리액터에서 19.6%가 감소된 약 410kg수준에서 제작이 가능하였다. In this paper, design and characteristic evaluation of the filter reactor (FL), which is installed on railway vehicle propulsion control system to maintain the improved power supply, was performed for weight reduction of VVVF DC railway vehicles. Iron-core type filter reactor was replaced a conventional air-core type filter reactor with in this research. In order to design the iron-core FL in a clear structure and proper conditions, the electromagnetic and thermal analysis was progressed by using finite element method (FEM). A prototype was fabricated to verify the result of the design, and some experiments were carried out with respect to certain conditions. With an air-cooled condition, the specifications were satisfied in the conditions of 8mH±10%, rated DC 450A, DC 1500V, and insulating degradation, temperature characteristics as well. As a result, it is possible to fabricate the iron-core type FL with about 410kg weight 19.6% lighter than the conventional air-core FL, which weighs 510kg.

아프리카 사하라 사막 이남 지역의 주거환경 개선을 위한 주거모형 개발

현소영(So Young Hyun),이승호(Seung-ho Lee),정현승(Hyunseung Jeong),정미수(Misoo Jung),박근선(Geunsun Park),전재수(Jaesu Jeon),최경일(Kevin Kyeong-il Choi),김병윤(Byoung Yoon Kim),김도원(Dowon Kim) 적정기술학회 2018 적정기술학회지(Journal of Appropriate Technology) Vol.4 No.1

사하라 이남 지역의 아프리카에서는 90% 이상의 인구가 여전히 열악한 주거환경에서 살고 있다. 주거시설 대부분의 기본적인 안전 및 보안, 상하수도 및 위생시설, 전기 및 기계설비 부문이 주거환경의 최소 주거환경 기준에 부합하지못하고 있다. 주거시설은 지역개발의 핵심적인 요소로 작용한다. 아프리카가 다른 대륙들을 뛰어넘는 인구증가 추세와 경제적 성장 및 변화를 겪고 있다는 점을 고려할 때, 주거환경 개선은 단순히 현지인들이 바라는 기본적인 요건을 충족시키는 것을 넘어서 지역의 경제발전과 정치 및 사회적 기반시설의 개선, 그리고 현지의 안전과 지속가능성에 대한 기반을 마련하는 중요한 역할을 가지고 있다. 이러한 주거환경 개선의 해결책을 모색하기 위해 I-DREAM(유럽동반성장연구회)에서는 사하라 이남 지역에 위치한 국가 중 차드(Chad) 교외 지역의 한 커뮤니티를 대상으로 주거환경 개선을 위한 주거모델을 개발하고자 하였다. 이 주거모델은 현지 주민들이 현실적으로 접근할 수 있는 예산 내에서 대상 지역의 환경 조건에 적정하고 지속가능한 건축 디자인의 기본적인 원리를 근간으로 하여 설계하였으며, 이를 통해 건축 시공 및 유지보수가 용이하도록 지역에 적합한 건축재료 및 공법을 효율적으로 사용할 수 있으며, 실제로 생활하기에 편리하면서도 현지의 기후환경에 적합한 주거환경 구현을 지향한다. 뿐만 아니라 주거모델 개발 및 시공에 지역 주민들의 참여를 독려함으로써 현지의 고용창출에 기여하고 지역 공동체의 참여의식을 고취시키고자 하였다. 이 주거모델은 건축재료의 선정부터 건축 설계 및 시공, 시공된 주거모델의 사용자 이전 및 유지관리 등 주거모델의 전생애주기에 걸친 다양한 측면을 고려하여 발전되었다. 본 논문은 주거환경 개선을 위한 주거모델을 개발하게 된 배경과 진행과정, 그리고 실제 구축을 위한 작업을 통해 개별적인 주거환경 개선 뿐만 아니라, 향후 지속가능한 지역공동체 구현을 위해 고려해야 할 방향에 대해 논하고자 한다. In Sub-Saharan Africa (SSA), 90% of the population lives in informal housing, where living conditions are often substandard, unsafe and without basic services like water, electricity and sanitation although the region is undergoing profound demographic changes. Housing is a key component of local development - improved housing is not only a desirable goal, but it also contributes to economic growth, social development, improved governance and enhanced security and stability. To suggest potential housing solutions, I-DREAM has developed a housing prototype applicable in rural areas of Chad by applying affordable, appropriate and resilient housing design principles. It aims to create a housing that is resource efficient, affordable to build and maintain, good to inhabit, and appropriate to the local context. It is also expected to contribute to the local employment generation and community participation. The prototype is developed based on a life-cycle thinking approach that considers all aspects of the construction and building life cycle, beginning from the supply of the locally harvested raw materials, passing through construction, hand-over, use and demolition of physical structures. This study will introduce the background and overall process of the housing prototype development and potential implementations of the lessons in the future projects, addressing not only the individual housing improvement but also the sustainable local community development.