2018 Fiscal Year Annual Research Report
Study on early stage of rolling contact fatigue of rails using real time X-ray imaging with SOI detector
| Project/Area Number |
16H02309
|
|---|
| Research Institution | Kanazawa University |
|---|
Principal Investigator |
佐々木 敏彦 金沢大学, 人間科学系, 教授 (40251912)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鷹合 滋樹 石川県工業試験場, 機械金属部, 研究主幹 (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 原子力科学研究所 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, 人間科学系, 特任助教 (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 原子力科学研究所 物質科学研究センター, サブリーダー (90425562)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 鉄道 / レール / 残留応力 / X線 / デバイリング |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
レールの検査用のSOIピクセル検出器式のX線応力測定装置の試作を概ね終了し、詳細な測定精度に関する検証を行った。具体的には、(1)残留応力が既知の市販の応力試験片及び試作した鉄粉末サンプル試験片について測定精度を検証し十分な精度が得られることを確認した。(2)曲面に対する測定精度の検証として、曲率半径29mmの又無応力サンプルを作製し十分な精度が得られることを確認した。(3)X線データ解析において重要なデバイリング画像の解析プログラムを検討し、半径方向の輝度分布の精度向上アルゴリズムを高性能化し、また、画像平滑方法やデバイリング中心位置精度の向上を果たし、無応力状態のサンプルに対して従来のX線応力測定の約1/5の信頼性向上を達成した。実路線レールについて、総延長約10mに渡る部分を3セット実験室に持ち込んで走行方向及びレール幅方向に5mm間隔のマッピング測定を実施した。このとき、列車の通過量を一定として、転動接触疲労き裂の発生箇所と測定周辺を連続的に調べる目的のものと、列車通行量が3種類異なる同一路線上のレールサンプルに対して検討を行った。なお、それぞれ、車輪との転動接触疲労によってき裂が発生した箇所を含んでおり、き裂発生部と、その周辺における連続的な比較が可能となるようにした。こうして、これらに対して、2次元検出器を用いて測定したX線デバイリングから得られるX線ひずみ、半価幅、平面応力成分、三軸応力成分、ミーゼス応力、のそれぞれについて転動接触疲労との関係性について検討を加え、有意義な知見を種々得ることができた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
SOIピクセル検出器方式のcosα法X線応力測定装置の試作をほぼ終えることができた。また、実路線レールに対して総延長距離約30mに渡る詳細なマッピング測定データを順調に収集することができた。よって、本研究はおおむね順調に推移していると判断した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
SOIピクセル検出器方式のcosα法X線応力測定装置による実路線レール測定データを収集すると共に、実路線レールを実験室に持ち込んでの詳細なマッピング測定とその分析を通し、レールの転動接触疲労の解明を引き続き継続する。とくに重要な転動接触疲労によるき裂の発生に対する予兆のための評価方法の開発につなげていく。
|
