2017 Fiscal Year Annual Research Report
Study on early stage of rolling contact fatigue of rails using real time X-ray imaging with SOI detector
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16H02309
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
佐々木 敏彦 金沢大学, 人間科学系, 教授 (40251912)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 嘉洋 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (00170796) [Withdrawn]
鷹合 滋樹 石川県工業試験場, 機械金属部, 専門研究員 (00504739)
秋田 貢一 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 物質科学研究センター, ディビジョン長 (10231820)
三井 真吾 金沢大学, 先端科学・イノベーション推進機構, 博士研究員 (10714438)
三好 敏喜 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 研究機関講師 (20470015)
江尻 正一 岩手医科大学, 教養教育センター, 教授 (40331582)
菖蒲 敬久 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 物質科学研究センター, サブリーダー (90425562)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | レール / 転がり疲労 / X線 / 回折環 / 半価幅 / 残留応力 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、実験室内での模擬実験では再現が難しく、また、系統的調査も困難なため実態がまだ不明のままの鉄道レールの転がり接触疲労損傷について、鉄道路線現場でのX線測定を通して時系列的に調査、分析して鉄道レールの転がり接触疲労メカニズムを解明することを目的とするものである。本研究で重要となるレールの損傷検査技術には、発展著しい二次元X線回折法を核とし、これを飛躍的に高速・高性能化する半導体検出器方式の一種である”SOI”技術を導入して新開発して適用して行く。本年度は前年度に引き続いて本装置の核心部であるX線検出器機構の開発を進め、１測定点当たり1秒でデバイリングの計測とデータ処理までが可能と出来るようにした。また、本装置をレール上で走行移動可能とする架台部と周辺装置の製作を完了した。
次年度からは、本装置を用いて長大なレールから損傷箇所を特定するため、デバイリングから得られる半価幅の変化を利用してレールの損傷の起点となる白色層の発見を高速で行えるようにしていく。次に、半価幅で特定した箇所の周辺を精密にマッピング測定し、得られた各デバイリングに対して新解析理論を適用することにより、レール頭頂面の残留応力状態を三軸応力解析により正しく分析する。同時に回折プロフィル解析により結晶状態も解明する。さらに、収集したデータを分析して行くことでX線によるレールの損傷評価法を構築し科学的なレール保守法に反映させ、効率化と安全性の確保に繋げていく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は前年度に引き続いて本装置の開発を進め、１測定点当たり1秒でデバイリングの計測とデータ処理までが可能と出来るようにした。また、本装置をレール上で走行移動可能とし、次年度以降から予定しているレール上でのX線計測を行えるようにできた。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度からは、本装置を用いて長大なレールから損傷箇所を特定するため、半価幅による白色層の発見を高速で行う。次に、特定した箇所を精密にマッピング測定し、得られた各デバイリングに対して新解析理論を適用し、レール頭頂面の三軸応力状態を正しく分析する。同時に回折プロフィル解析により結晶状態を解明する。さらに、X線によるレールの損傷評価法を構築し科学的なレール保守法に反映させ、効率化と安全性の確保に繋げていく。
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