Research of Rolling Contact Fatigue of Rails

• Project/Area Number: 19560138
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Design engineering/Machine functional elements/Tribology
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: SASAKI Toshihiko Kanazawa University, 人間科学系, 教授 (40251912)
• Project Period (FY): 2007 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2009: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2008: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2007: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: レール / 鉄道 / 転動疲労 / 量子ビーム / トライボロジー / 疲労 / 残留応力 / X線 / 転動接触 / き裂 / 破壊

Research Abstract

鉄道レールでは、レールの寿命、交換時期、保守点検間隔の決定等の安全面や経済面に課題があった.最新の回折法を用いると、実測評価が可能である。まず、二次元検出器の利用法、Dlle-Hauk理論により初期レール損傷の評価法、および、残留応力解放を最表面で検知して微細なき裂検知を可能とする評価法を考案し、より損傷初期の実態解明に貢献することを見出した。中性子エリアディテクタ方式での残留応力評価法の実用化の見通しも得ることができた。

Research Products

• [Journal Article] 鉄道用車輪の残留応力評価 (2010)
  • Author(s): 高橋俊一、加藤孝憲、鈴木裕士、佐々木敏彦
  • Journal Title: 日本機械学会論文集A 76763 Pages: 283-289
  • NAID: 110007574735
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 鉄道用車輪の残留応力評価 (2010)
  • Author(s): 高橋俊一, 加藤孝憲, 鈴木裕士, 佐々木敏彦
  • Journal Title: 日本機械学会論文集A、第76巻、第763号 (283～289頁) (2010) 76 Pages: 283-289
  • NAID: 110007574735
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] エリアディテクタ方式のX線三軸応力測定法の改良に関する研究 (2009)
  • Author(s): 佐々木敏彦, 高橋俊一, 佐々木勝成, 小林裕一
  • Journal Title: 日本機械学会論文集A 75750 Pages: 219-227
  • NAID: 110007114450
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] エリアディテクタ方式のX線三軸応力測定法の改良に関する研究 (2009)
  • Author(s): 佐々木敏彦, 高橋俊一, 佐々木勝成, 小林裕一
  • Journal Title: 日本機械学会論文集A、第71巻、第704号 (670～676頁) (2009) 71 Pages: 670-676
  • NAID: 110007114450
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] エリアディテクタ方式のX線三軸応力測定法の改良に関する研究 (2009)
  • Author(s): 佐々木敏彦, 高橘俊一, 佐々木勝成, 小林裕一
  • Journal Title: 日本機械学会論文集A 75巻750号, 219-227 75 Pages: 219-227
  • NAID: 110007114450
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] New Technique for Evaluation of Preferential Alignment of Biological Apatite (BAp) Crystallites in Bone using Transmission X-ray Diffractoraetry (2009)
  • Author(s): Katsunari Sasaki, Takayoshi Nakano, Joseph D. Ferrara, Jee-Wook Lee, Yukichi Umakoshi, Toshihiko Sasaki
  • Journal Title: Materials Transactions, Vol. 49, No. 9, (2008) pp. 2129-2135 49 Pages: 2129-2135
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Measurement of Residual Stresses in Rails by Neutron Diraction (2008)
  • Author(s): T. Sasaki, S. Takahashi, Y. Kanematsu, Yukio Satoh, K. Iwafuchi, M. Ishida, Y. Morii, WEAR
  • Journal Title: 265 Pages: 1402-1407
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Application of Synchrotron Radiation to Residual Stress Analysis by IP/cosαMethod (2008)
  • Author(s): T. Sasaki, Y. Miyazawa, S. Takahashi, R. Matsuyama K. Sasaki, K. Hiraatsuka
  • Journal Title: Materials Science Forum Vols. 571-572 Pages: 249-254
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] MEASUREMENT OF RESIDUAL STRESSES IN RAILS BY NEUTRON DIFFRACTION. (2008)
  • Author(s): Toshihiko Sasaki, Shunichi Nakahashi, Yoshikazu Kanematsu, Yukio Satoh, Kengo Iwafuchi, Makoto Ishida, Yukio Morii
  • Journal Title: WEAR, vol. 265, (2008), 1402-1407. 265 Pages: 1402-1407
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The Development Of Two Color Multi Layer Mirror System And Its Application For Micro Bean X-Ray Diffractometry (2008)
  • Author(s): Katsunari Sasaki, Masataka Maeyama, Joseph D. Ferrara, Yuklo Hirose, Toshihiko Sasaki
  • Journal Title: Advances in X-ray Analysis 51 Pages: 48-54
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The evaluation of preferential alignment of Biological Apatite (BAp) Crystallites in bone using a transmission X-ray diffraction (2008)
  • Author(s): Katsunari Sasaki, Takayoshi Nakano, Joseph D. Ferrara, Yukichi Umakoshi, Toshihiko Sasaki
  • Journal Title: Advances in X-ray Analysis 51 Pages: 155-161
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Application of Neutron Diffraction Technique to Industrial Materials (2008)
  • Author(s): Shunichi TAKAHASHI, Toshihiko SASAKI, Yukio SATOH, Kengo IWAFUCHI, Hiroshi SUZUKI, Yukio MORII, Yasuto KONDO, Ryoichi MONZEN, Yukio HIROSE
  • Journal Title: Materials Science Forum Vols. 571-572 (2008) pp. 255-260. 571-572 Pages: 255-260
  • NAID: 120006655893
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Application of Synchrotron Radiation to Residual Stress Analysisby IP/cos α Method (2008)
  • Author(s): Toshihiko SASAKI, Yohei MIYAZAWA, Shun-ichi Takahashi, Ryohei MATSUYAMA, Katsunari SASAKI, Koichi HIRATSUKA
  • Journal Title: Materials Science Forum Vols. 571-572(2008)pp. 249-254. 571-572 Pages: 249-254
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Influence of Peak Determination Method on Area Detector Type Neutron Stress Measurement (2008)
  • Author(s): Toshihiko SASAKI, Shun-ichi Takahashi, Yuichi KOBAYASHI, Yukio MORII, Naoto METOKI
  • Journal Title: Materials Science Forum Vols. 571-572 (2008) pp. 57-62. 571-572 Pages: 57-62
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Influence of Peak Determination Method on Area Detector Type Neutron Stress Measurement (2008)
  • Author(s): T. Sasaki, et. al.
  • Journal Title: Stress Evaluation in Materials by Neutron or Synchrotron Radiation 1 Pages: 255-260
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Application of NeutronDiffraction Technique to Industrial Materials (2008)
  • Author(s): T. Sasaki, et. al.
  • Journal Title: Stress Evaluation in Materials by Neutron or Synchrotron Radiation 1 Pages: 57-62
  • NAID: 120006655893
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Application of Synchrotron Radiation to Residual Stress Analysis by IP/cosa Method (2008)
  • Author(s): T. Sasaki, et. al.
  • Journal Title: Stress Evaluation in Materials by Neutron or Synchrotron Radiation 1 Pages: 249-254
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 鉄道レールのX線応力測定 (2009)
  • Author(s): 竹橋知希, 大野周, 東寛士, 水上寿夫, 舘宏一, 佐々木敏彦
  • Organizer: 日本金属学会北陸信越支部・鉄鋼協会北陸信越支部平成21年度連合講演会
  • Place of Presentation: 長岡技術科学大学 (新潟県)
  • Year and Date: 2009-12-05
• [Presentation] エリアディテクタ方式の中性子応力測定 (2009)
  • Author(s): 佐々木敏彦, 高橋俊一, 鈴木裕士, 盛合敦
  • Organizer: 日本機械学会M&P材料カンファレンス
  • Place of Presentation: 富山国際会議場, 富山
  • Year and Date: 2009-11-06
• [Presentation] エリアディテクタ方式の中性子応力測定 (2009)
  • Author(s): 佐々木敏彦, 高橋俊一, 鈴木裕士, 盛合敦
  • Organizer: 日本機械学会M&P材料カンファレンス
  • Place of Presentation: 富山国際会議場 (富山県)
  • Year and Date: 2009-11-06
• [Presentation] X線による鉄道レールの三軸応力解析 (2009)
  • Author(s): 竹橋知希, 宮澤洋平, 東寛士, 水上寿夫, 舘宏一, 佐々木敏彦
  • Organizer: 日本機械学会M&P材料カンファレンス
  • Place of Presentation: 富山国際会議場 (富山県)
  • Year and Date: 2009-11-06
• [Presentation] Application of Area Detector Type X-Ray Stress Measurement To Shelling Probrem In Railway Rails (2009)
  • Author(s): 佐々木敏彦, 矢口修, 石田誠
  • Organizer: The 8th International Conference on Contact Mechanics and Wear of Rail/Wheel Systems (CM2009)
  • Place of Presentation: Palazzo Degli Affari, Firenze, Italy
  • Year and Date: 2009-09-18
• [Presentation] Application of Area Detector Type X-Ray Stress Measurement To Shelling Probrem In Railway Rails (2009)
  • Author(s): 佐々木敏彦, 矢口修, 石田誠
  • Organizer: The 8th International Conference on Contact Mechanics and Wear of Rail/Wheel Systems (CM2009)
  • Place of Presentation: Palazzo Degli Affari, Firenze, (Italy)
  • Year and Date: 2009-09-18
• [Presentation] Residual Stress Evaluation of Wheels by both Neutron Diffraction and Finite Element Methods (2009)
  • Author(s): 高橋俊一, 加藤孝憲, 鈴木裕士, 佐々木敏彦
  • Organizer: The 8th International Conference on Contact Mechanics and Wear of Rail/Wheel Systems (CM2009)
  • Place of Presentation: Palazzo Degli Affari, Firenze, (Italy)
  • Year and Date: 2009-09-18
• [Presentation] A Study o n Area Detector Type Diffraction Stress Measurement and Its Application to She lling Problem in Railway Tracks (2009)
  • Author(s): 佐々木敏彦, 矢口修, 小林裕一
  • Organizer: Intern ational Conference on PROCESSING & MANUFACTURING OF ADVANCED M ATERIALS Processing, Fabrication, Properties, Applications
  • Place of Presentation: MARITIM Hotel Berlin, Germany
  • Year and Date: 2009-08-26
• [Presentation] A Study on Area Detector Type Diffraction Stress Measurement and Its Application to Shelling Problem in Railway Tracks (2009)
  • Author(s): 佐々木敏彦, 矢口修, 小林裕一
  • Organizer: International Conference on PROCESSING & MANUFACTURING OF ADVANCED MATERIALS Processing, Fabrication, Properties, Applications
  • Place of Presentation: MARITIM Hotel Berlin, (Germany)
  • Year and Date: 2009-08-26
• [Presentation] Residual Stress Evaluation of Railway Wheels by X-ray Diffraction and Finite Element Method (2009)
  • Author(s): 高橋俊一, 加藤孝憲, 鈴木裕士, 佐々木敏彦
  • Organizer: International Conference on PROCESSING & MANUFACTURING OF ADVANCED MATERIALS Processing, Fabrication, Properties, Applications
  • Place of Presentation: MARITIM Hotel Berlin, (Germany)
  • Year and Date: 2009-08-26
• [Presentation] 鉄道レール・車輪の中性子残留応力測定 (2009)
  • Author(s): 佐々木敏彦, 高橋俊一, 鈴木裕士, 盛合敦
  • Organizer: 日本機械学会M&M材料カンファレンス
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター, 札幌
  • Year and Date: 2009-07-26
• [Presentation] 鉄道レール・車輪の中性子残留応力測定 (2009)
  • Author(s): 佐々木敏彦, 高橋俊一, 鈴木裕士, 盛合敦
  • Organizer: 日本機械学会M&M材料カンファレンス
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター (北海道)
  • Year and Date: 2009-07-26
• [Presentation] エリアディテクタ方式による中性子残留応力計測装置の開発(gaugevolumeを設定した2D検出器方式) (2009)
  • Author(s): 佐々木敏彦, 山田功一, 辻 優一, 鈴木裕士
  • Organizer: 日本機械学会北陸支部会
  • Place of Presentation: 富山大学
  • Year and Date: 2009-03-07
• [Presentation] 中性子法による鉄道用車輪の残留応力評価 (2009)
  • Author(s): 高橋俊一, 加藤孝憲, 鈴木裕士, 佐々木敏彦
  • Organizer: 日本機械学会北陸支部会
  • Place of Presentation: 富山大学
  • Year and Date: 2009-03-07
• [Presentation] X線回折法による厚板突合せ溶接部の残留応力測定 (2009)
  • Author(s): 服部浩司, 中谷光良, 竹橋知希, 安部正光, 佐々木敏彦
  • Organizer: 日本機械学会北陸支部会
  • Place of Presentation: 富山大学
  • Year and Date: 2009-03-07
• [Presentation] 二次元検出器を用いたX線回折法による応力勾配評価 (2009)
  • Author(s): 佐々木敏彦, 宮澤洋平, 林明志, 木鐸敬生
  • Organizer: 日本非破壊検査協会応力ひずみ測定シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-01-22
• [Presentation] Railway Rails Using Image Plate (2009)
  • Author(s): 佐々木敏彦, 矢口修, , 鈴木裕士
  • Organizer: The 5th International Conference on Mechanical Stress Evaluation by Neutrons and Synchrotron Radiation
  • Place of Presentation: Hotel Lake Mito, Mito, Japan
• [Presentation] Neutron Residual Stress Measurement of Railway Rails Using Image Plate (2009)
  • Author(s): 佐々木敏彦, 矢口修, 鈴木裕士
  • Organizer: The 5th International Conference on Mechanical Stress Evaluation by Neutrons and Synchrotron Radiation, November 10-12, 2009, Hotel Lake Mito, Mito, Japan
  • Place of Presentation: Hotel Lake Mito, (Mito, Japan)
• [Presentation] Evaluation of Residual Stress in Shot-Peened Tools by Means of Synchrotron Radiation Using an Area Detector (2009)
  • Author(s): 宮澤洋平, 矢口修, 佐々木敏彦
  • Organizer: The 5th International Conference on Mechanical Stress Evaluation by Neutrons and Synchrotron Radiation, November 10-12, 2009, Hotel Lake Mito, Mito, Japan
  • Place of Presentation: Hotel Lake Mito, (Mito, Japan)
• [Presentation] Dolle-Hauk法によるシェリング損傷レールのX線残留応力解析 (2008)
  • Author(s): 佐々木敏彦, 水上真悟, 竹橋知希, 水上寿夫
  • Organizer: 日本金属学会北陸支部会
  • Place of Presentation: 信州大学
  • Year and Date: 2008-12-01
• [Presentation] シェリング損傷レールのせん断残留応力 (2008)
  • Author(s): 竹橋知希, 佐々木敏彦, 舘 宏一, 東 寛士
  • Organizer: 日本金属学会北陸支部会
  • Place of Presentation: 信州大学
  • Year and Date: 2008-12-01
• [Presentation] MULTIAXIAL STRESS ANALYSIS WITH AREA DETECTOR TYPE DIFFRACTION METHOD (2008)
  • Author(s): Toshihiko SASAKI, Shunichi TAKAHASHI, Katsunari SASAKI, Yuichi KOBAYASHI
  • Organizer: 第8回残留応力国際会議(ICRS8)
  • Place of Presentation: Denver, USA
  • Year and Date: 2008-08-01
• [Presentation] RESIDUAL STRESS EVARUTION OF THE SURFAFE OF RAILRORD RAILS WITH SYNCHROTRON RADIATION (2008)
  • Author(s): Toshihiko SASAKI, Yohei MIYAZAWA, Shun-ichi TAKAHASHI, Ryohei MATSUYAMA, Yukio HIROSE
  • Organizer: 第8回残留応力国際会議(ICRS8)
  • Place of Presentation: Denver, USA
  • Year and Date: 2008-08-01
• [Presentation] Residual stress Evaluation of Railway Rails (2008)
  • Author(s): Shunichi TAKAHASHI, Toshihiko SASAKI, Tomoki TAKEHASHI, Takanori KATO, Yukio HIROSE
  • Organizer: 第8回残留応力国際会議(ICRS8)
  • Place of Presentation: Denver USA
  • Year and Date: 2008-08-01
• [Presentation] gauge volumeを設定したエリアデイテクタ式中性子応力測定 (2008)
  • Author(s): 佐々木敏彦, 高橋俊一, 石田瞳, 鈴木裕士, 盛合 敦, 森井幸生, 廣瀬幸雄
  • Organizer: 日本材料学会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-07-11
• [Presentation] SR光によるRCF表面域の残留応力測定 (2008)
  • Author(s): 佐々木 敏彦, 宮渾 洋平, 高橋 俊一, 松山 綾平, 広瀬 幸雄
  • Organizer: 日本材料学会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-07-11
• [Presentation] 中性子およびFEM解析による大型部材の残留応力評価 (2008)
  • Author(s): 高橋 俊一, 佐々木 敏彦, 鈴木 裕士, 加藤 孝憲, 廣瀬 幸雄
  • Organizer: 日本材料学会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-07-11
• [Presentation] IPによるレールの残留応力評価 (2008)
  • Author(s): 松山綾平, 佐々木敏彦, 高橋俊一, 佐藤幸雄, 岩渕研吾
  • Organizer: 日本材料学会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-07-11
• [Presentation] シェリング損傷レールのX線三軸応力測定 (2008)
  • Author(s): 佐々木敏彦, 青木宣頼, 竹橋知希, 高橋俊一, 鷹合滋樹
  • Organizer: 日本材料学会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-07-11
• [Presentation] 肉盛り溶接部のX線および中性子残留応力測定 (2008)
  • Author(s): 中谷光良, 佐々木敏彦, 他5名
  • Organizer: 日本材料学会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-07-11
• [Presentation] IPによる回転電機軸材の疲労損傷評価 (2008)
  • Author(s): 高橋俊一, 服部浩司, 近藤泰人, 荒隆裕, 佐々木敏彦
  • Organizer: 日本材料学会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-07-11
• [Presentation] レールのX線・SR光・中性子による残留応力評価 (2008)
  • Author(s): 松山綾平, 高橋俊一, 平塚剛一, 佐々木敏彦
  • Organizer: 日本材料学会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学
  • Year and Date: 2008-05-27
• [Presentation] X線回折パラメータによる回転電機軸材の疲労損傷評価 (2007)
  • Author(s): 佐々木 敏彦, 他
  • Organizer: 日本金属学会・日本鉄鋼協会北陸信越支部平成19年度連合講演会
  • Place of Presentation: 日本材料学会(京都)
  • Year and Date: 2007-12-01
• [Presentation] 二次元検出器によるX線三軸応力測定 (2007)
  • Author(s): 佐々木 敏彦, 他
  • Organizer: 日本金属学会・日本鉄鋼協会北陸信越支部平成19年度連合講演会
  • Place of Presentation: 日本材料学会(京都)
  • Year and Date: 2007-12-01
• [Presentation] シンクロトロン放射光を用いた表面層のX線残留応力測定 (2007)
  • Author(s): 佐々木 敏彦, 他
  • Organizer: 日本金属学会・日本鉄鋼協会北陸信越支部平成19年度連合講演会
  • Place of Presentation: 日本材料学会(京都)
  • Year and Date: 2007-12-01
• [Presentation] エリアディテクタを用いた回折応力測定-ラボX線・シンクロトロン光・中性子の場合- (2007)
  • Author(s): 佐々木 敏彦, 他
  • Organizer: 旧本非破壊検査協会応力ひず婆測定分科会
  • Place of Presentation: 金沢大学(金沢)
  • Year and Date: 2007-11-07
• [Presentation] Influence of Peak Determination Method on Area Detector Type Neutron Stress Measurement (2007)
  • Author(s): 佐々木敏彦, 他
  • Organizer: Conference on stress evaluation on materials by neutron or synchrotron radiation(MECA SENS IV)
  • Place of Presentation: ウイーン工科大学(オーストリア)
  • Year and Date: 2007-09-25
• [Presentation] Application of Neutron Diffraction Technique to Industrial Materials (2007)
  • Author(s): 佐々木 敏彦, 他
  • Organizer: Conference on stress evaluation on materials by neutron or synchrotron radiation(MECA SENS IV)
  • Place of Presentation: ウイーン工科大学(オーストリア)
  • Year and Date: 2007-09-25
• [Presentation] Application of Synchrotron Radiation to Residual Stress Analysis by IPcosa (2007)
  • Author(s): 佐々木 敏彦, 他
  • Organizer: Conference on stress evaluation on materials by neutron or synchrotron radiation(MECA SENS IV)
  • Place of Presentation: ウイーン工科大学(オーストリア)
  • Year and Date: 2007-09-25
• [Presentation] cosα法による三軸残留応力測定の精度向上および適用例 (2007)
  • Author(s): 佐々木敏彦, 他
  • Organizer: 日本材料学会X線材料強度に関するシンポジウム(第42回)
  • Place of Presentation: 日本材料学会(京都)
  • Year and Date: 2007-07-12
• [Presentation] COSα法による三軸残留応力測定の精度向上および適用例 (2007)
  • Author(s): 佐々木 敏彦, 他
  • Organizer: 日本材料学会X線材料強度に関するシンポジウム(第42回)
  • Place of Presentation: 日本材料学会(京都)
  • Year and Date: 2007-07-12
• [Presentation] 中性子・X線回折パラメータによる疲労損傷評価 (2007)
  • Author(s): 佐々木 敏彦, 他
  • Organizer: 日本材料学会X線材料強度に関するシンポジウム(第42回)
  • Place of Presentation: 日本材料学会(京都)
  • Year and Date: 2007-07-12
• [Presentation] 中性子回折環画像を用いた応力測定法 (2007)
  • Author(s): 佐々木 敏彦, 他
  • Organizer: 日本材料学会X線材料強度に関するシンポジウム(第42回)
  • Place of Presentation: 日本材料学会(京都)
  • Year and Date: 2007-07-12
• [Patent(Industrial Property Rights)] X線応力測定方法 (2009)
  • Inventor(s): 佐々木敏彦
  • Industrial Property Rights Holder: 国立大学法人金沢大学
  • Industrial Property Number: 2009-173619
  • Filing Date: 2009-07-24
  • Acquisition Date: 2009-07-24
• [Patent(Industrial Property Rights)] X線回折装置及びX線回折システム (2009)
  • Inventor(s): 佐々木敏彦、佐藤幸雄、岩淵研吾、平塚剛一
  • Industrial Property Rights Holder: 佐々木敏彦、(財)鉄道総合研究所、平塚剛一
  • Filing Date: 2009-03-13
  • Acquisition Date: 2009-03-13