표제지
목차
요약 9
제1장 서론 11
1.1. 연구의 배경 및 목적 11
1.2. 연구의 내용 및 범위 13
제2장 이론적 배경 14
2.1. 레일의 마모 메커니즘 14
2.1.1. 레일마모의 원인 및 종류 14
2.1.2. 차륜과 레일의 접촉 및 마모 특성 17
제3장 실내시험 29
3.1. 개요 29
3.2. 실내시험 30
3.2.1. 비커스 경도 시험 (KS B 0811 : 2003) 30
3.2.2. 내마모 시험(ASTM G-65) 33
3.2.3. 인장 및 인장피로시험 (KS B 0802 : 1998) 36
3.3. 경도 및 내마모 시험 결과 및 분석 38
3.3.1. 용접재의 경도 대비 내마모 성능 검토 38
3.4. 인장 결과 및 분석 43
3.4.1. 인장시험결과 43
제4장 구름접촉피로시험 46
4.1. 구름접촉피로시험의 개요 46
4.1.1. 시험조건 및 방법 46
4.1.2. 구름접촉피로시험의 시험체 제원 53
4.2. 레일종별 구름접촉 S-N선도 도출 56
4.3. 구름접촉피로-마모 성능 검토 60
4.3.1. 접촉압력에 따른 마모량 변화 60
제5장 결론 77
참고문헌 79
ABSTRACT 83
표 3.1. 용접재료별 성분 30
표 3.2. 비커스 경도 및 내마모 시험결과 43
표 3.3. 경도 및 마모시험결과와 마모예측식 비교 44
표 4.1. 구름접촉피로시험기의 제원 및 성능사양 52
표 4.2. 레일종별 S-N선도 및 구름접촉피로한도 58
표 4.3. 접촉압력에 따른 레일종별 구름접촉 마모진전속도 검토결과 75
그림 2.1. 레일 표면상의 탈탄층 14
그림 2.2. 차륜의 제동에 의한 점착력 19
그림 2.3. 차륜과 레일간의 미끄럼 영역 23
그림 2.4. 차량속도증가에 따른 접촉면적(Stick/Slip) 및 상태변화 26
그림 3.1. 비커스 경도 시험체 30
그림 3.2. 비커스 경도 시험법 31
그림 3.3. 비커스 경도 시험기 및 시험 전경 32
그림 3.4. 내마모 시험체의 치수 및 제작과정 33
그림 3.5. ASTM G-65 시험 개요도 34
그림 3.6. ASTM G-65 내마모 시험기 및 시험전경 35
그림 3.7. 용접 처리된 인장 시험편 36
그림 3.8. 인장 및 임장피로시험 전경 37
그림 3.9. 인장 및 인장피로 시험 전. 후 시험체 전경 37
그림 3.10. 내마모 시험 전. 후 마모상태 비교(일반 및 열처리 레일) 39
그림 3.11. 내마모 시험 전, 후 마모상태 비교(용접레일) 39
그림 3.12. 내마모 시험 전, 후 마모 표면 상태(일반 및 열처리 레일) 40
그림 3.13. 내마모 시험 전, 후 마모 표면 상태(용접레일) 40
그림 3.14. 마모깊이 측정을 위한 시험체 41
그림 3.15. 내마모 시험 후 마모깊이 측정결과 42
그림 3.16. 인장시험 결과 44
그림 3.17. 용접시험체의 인장파괴 현상 45
그림 4.1. 차륜-레일 접촉 및 마찰 47
그림 4.2. 정상차륜의 2점 접촉상태에서의 접촉압력분포 48
그림 4.3. Hertz 이론의 차륜-레일 접촉면적 및 접촉압력 분호 49
그림 4.4. 슬립비에 따른 마찰계수의 변화 50
그림 4.5. 슬립비와 마찰계수의 관계 51
그림 4.6. 구름접촉피로시험기 53
그림 4.7. 레일 및 차륜디스크 시편 단면도 55
그림 4.8. 레일 및 차륜 디스크 시편 55
그림 4.9. 접촉압력 및 반복횟수에 따른 S-N 선도(일반레일) 56
그림 4.10. 접촉압력 및 반복횟수에 따른 S-N 선도(열처리레일) 57
그림 4.11. 접촉압력 및 반복횟수에 따른 S-N 선도(용접레일, PL) 57
그림 4.12. 레일종별 접촉압력 및 반복횟수에 따른 S-N 선도 58
그림 4.13. 접촉압력에 따른 마모량 변화(일반레일) 61
그림 4.14. 접촉압력에 따른 마모량 변화(열처리레일) 64
그림 4.15. 접촉압력에 따른 마모량 변화(용접레일, PI) 66
그림 4.16. 구름접촉 마모성능 검토 67
그림 4.17. 반복횟수에 따른 레일종별 마모량 변화 70
그림 4.18. 접촉압력에 따른 레일종별 마모량 변화 72
그림 4.19. 반복횟수 및 접촉압력에 따른 레일종별 레일/차륜 마모비 74
그림 4.20. 레일종별 구름접촉 마모진전속도 76