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논문 기본 정보

자료유형
학술저널
저자정보
김선석 (Seoul National University of Science & Technology) 성덕룡 (Daewon University College) 강유송 (Seoul National University of Science & Technology) 박용걸 (Seoul National University of Science & Technology)
저널정보
한국철도학회 한국철도학회 논문집 한국철도학회 논문집 제21권 제7호(통권 제110호)
발행연도
2018.8
수록면
671 - 678 (8page)
DOI
10.7782/JKSR.2018.21.7.671

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2019

레일내부 균열의 경사각에 따른 응력확대계수 분석
김선석 ,  성덕룡 ,  박용걸 외 1명 한국철도학회 학술발표대회논문집 2019.05 학술대회자료

2018

레일내부 균열의 경사각에 따른 파괴모드 분석
김선석 ,  성덕룡 ,  강유송 외 1명 한국철도학회 논문집 2018.08 학술저널

초록· 키워드

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철도에서 열차의 주행안전성을 보장하기 위해서는 레일내부 균열에 대한 피로파단을 예측하는 것이 매우 중요하다. 레일내부 균열의 진전을 예측하기 위해서는 균열선단에서 발생하는 응력을 검토할 필요가 있고, 차륜과 레일의 접촉에 따른 레일내부 균열면의 거동에 대한 분석이 필요하다. 본 연구에서는 유한요소해석을 통해 레일두부 내 균열이 존재할 경우 차륜과 레일의 접촉하중으로 인한 균열면의 파괴모드를 분석하였다. 유한요소해석은 3차원 솔리드(solid)요소를 이용하여 차륜과 레일을 모사하였고, 레일두부 내 2mm 균열을 모사하였으며, 레일내부 균열의 경사각(0°, 45°, 90°)을 매개변수로 하였다. 해석모델은 이론식에 의한 결과와 비교하여 적절성을 확인하였다. 유한요소해석결과, 차륜과 레일의 접촉으로 인해 레일표면으로부터 약 5-7mm 깊이에서 최대응력이 발생하였으며, 레일내부에 균열이 존재할 경우 균열선단에서 최대응력이 발생한다. 또한, 레일내부 균열의 경사각에 따라 균열 상하면의 상대변위에 차이가 존재하였으며, 균열경사각이 수직에 가까울수록 균열열림(Mode I) 및 면내전단(Mode II)이 증가하고, 면외전단(Mode Ⅲ)은 감소하는 것으로 분석되었다. 최종적으로 레일두부 내 균열에 대한 진전예측을 위해서는 균열 경사각에 따라 주요 파괴모드가 상이하기 때문에 다축피로해석이 필요하다.
#Rail internal crack #Fracture mechanics #Fracture mode #Finite element analysis #Crack inclination angle #레일내부균열 #파괴역학 #파괴모드 #유한요소해석 #균열경사각

목차

Abstract
초록
1. 서론
2. 선형탄성파괴역학에 의한 파괴모드
3. 유한요소해석
4. 레일내부균열의 파괴모드 분석
5. 결론
References

참고문헌 (20)

참고문헌 신청
D.Y. Sung (2017) Development of management criteria and growth predict model for rail defects (2nd year), Korea Agency for Infrastructure Technology Advancement, Development of rail-damage detection inspection and monitoring system for advanced prevention railway obstruction. P. Paris and F. Erdogan (1963) A critical analysis of crack propagation laws, Journal of Basic Engineering, 85(4), pp. 528-533. N.E. Frost, L.P. Pook, K. Denton (1971) A fracture mechanics analysis of fatigue crack growth data for various materials, Engineering Fracture Mechanics, 3(2), pp. 109-126. R. Roberts and F. Erdogan (1967) The effect of mean stress on fatigue crack propagation in plate under extension and bending, Journal of Basic Engineering, 89(4), pp. 885-892. R.G. Forman, V.E. Kearney, R.M. Engle (1967) Numerical analysis of crack propagation in cyclic-loaded structures, Journal of Basic Engineering, 89(3), pp. 459-463.

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