철도차량의 윤중 감소가 탈선계수에 미치는 영향 연구 = Study of Influence of Wheel Unloading on Derailment Coefficient of Rolling Stock

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 윤중감소를 고려한 이론적 새로운 탈선계수 모델을 제시한다. 본 탈선계수 모델은 열차 충돌 원인 탈선현상을 예측할 수 있는 단일 윤축의 이론적 탈선모델을 바탕으로 도출한다. 현재 국내 탈선규정에서는 플랜지 각이 $60^{\circ}$ 이고 마찰계수가 0.3인 조건을 나달식에 적용하여 탈선계수를 구한 후 안전율을 적용하여 0.8을 규정하고 있으나, 플랜지 각이 변경되면 이론적 설명이 부족하게 된다. 따라서 제시한 탈선계수 이론모델을 이용하여 탈선계수 규정 값 0.8을 이론적으로 접근해본다. 또한 국내탈선규정에서 윤중 감소율을 50%까지 허용하고 있으나 명확한 규정근거를 제시하고 있지 않다. 따라서 윤중 규정 50%감소와 탈선계수 규정 값 0.8과의 상관 관계를 앞서 제시한 탈선계수 이론모델을 이용하여 이론적으로 규명한다. 마지막으로 동역학 시뮬레이션을 이용하여 탈선계수 이론모델의 타당성을 입증한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

A new theoretical derailment coefficient model of wheel-climb derailment is proposed to consider the influence of wheel unloading. The derailment coefficient model is based on the theoretical derailment model of a wheelset that was developed to predict the derailment induced by train collisions. Presently, in domestic derailment regulations, a derailment coefficient of 0.8 is allowable using Nadal's formula, which is for a flange angle of $60^{\circ}$ and a friction coefficient of 0.3. However, theoretical studies focusing on different flange angles to justify the derailment coefficient of 0.8 have not been conducted. Therefore, this study theoretically explains a derailment coefficient of 0.8 using the proposed derailment coefficient model. Furthermore, wheel unloading of up to 50% is accepted without a clear basis. Accordingly, the correlation between a wheel unloading of 50% and a derailment coefficient of 0.8 is confirmed by using the proposed derailment coefficient model. Finally, the validity of the proposed derailment coefficient model is demonstrated through dynamic simulations.