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高速鉄道車輪・車軸の信頼性・耐久性向上技術の開発に向けての総合的研究

研究課題

研究課題/領域番号 12355006
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

清水 真佐男  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (90051565)

研究分担者 栄 中  九州大学, 工学部, 助教授 (00253477)
小茂鳥 潤  慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (30225586)
鈴木 哲也  慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (10286635)
城野 政弘  大阪大学, 工学部, 教授 (20029094)
久保田 祐信  九州大学, 工学部, 助手 (50284534)
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
45,100千円 (直接経費: 39,700千円、間接経費: 5,400千円)
2002年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
2001年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
2000年度: 21,700千円 (直接経費: 21,700千円)
キーワード金属疲労 / フレッチング / 非破壊検査 / ハイブリッド表面改質 / 疲労 / 表面改質 / 表面SH波 / 波形整形法 / 車軸 / フレッチング疲労 / 高速車両用輪軸 / 耐久性向上 / 車軸探傷検査周期 / 検出技術の高精度・高能率化
研究概要

(1)高速車両用車軸のフレッチング疲労損傷評価法の確立:変動荷重化におけるフレッチング疲労き裂の進展挙動について,解析・実験的アプローチにより明らかにし,鉄道の高速化に対応したフレッチング疲労損傷度の評価法を確立した.
(2)速車両用車軸のフレッチング疲労き裂の非破壊定量評価法の確立:車軸に発生するフレッチング疲労き裂を,車軸を台車から引き抜かずに探知することが可能でかつ,信頼性の高い検査手法として,表面SH波探傷法を確立すると同時に,新しい信号処理法を開発し微小き裂の定量評価を試みた.
(3)鉄道車両材の実働荷重化の超寿命疲労強度評価法の確立:実働荷重をシミュレートしたプログラム荷重化において,鉄道車軸部材の疲労試験を行い,疲労き裂の発生・進展特性を明確にするとともに,実働荷重化における疲労強度評価手法を確立した.
(4)鉄道車軸材のハイブリッド表面改質による疲労信頼性の向上:車軸表面にフレッチング疲労き裂が発生し難く,また例え発生してもその進展が著しく抑制されるようなハイブリッド表面処理技術の開発を行うと共に,それにより表面強化された車軸材の超長寿命域における疲労信頼性の評価を行った.
(5)高速鉄道車輪材の転動疲労特性向上:車輸を模擬した小型転動疲労試験片を用意し,転動疲労によるはく離のメカニズムを明確にするとともに,はく離の発生が抑制できる表面処理法を開発し,実際に表面強化された車輪材の転動疲労特性の評価を行い,実用化を試みた.
(6)高速車輌用車輪および車軸における探傷周期の適性化:実物の車輪およびサイクル疲労試験を実施し,実際に両者(車輪・車軸)におけるき裂進展特性を破壊力学的観点から定量化するとともに,かかる疲労き裂に対する超音波探傷精度を明らかにし,最適な車軸探傷検査周期を提案した.

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (32件)

  • [文献書誌] 仁保壮太郎: "フレッティング疲労き裂の発生位置・進展条件に及ぼす相対すべりの影響"日本機械学会九州支部第56期総会・講演会.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masanobu Kubota: "Effect of Under Stress on Fretting Fatigue Crack Initiation of Press-Fitted Axle"Proc. of JSME/ASME International Conference on Materials and Processing 2002. Vol.2. 220-225 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Toda: "Non-destructive evaluation of the integrity of electrofusion joint in PE gas pipes using a focused ultrasonic"Proc. of the 6th Far East Conference on Non-Destructive Testing. 517-522 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Murata: "Development of a wide-band ultrasonic transducer with low frequency characteristic using laminated piezoelectric copolymer films"Proc. of the 6th Far East Conference on Non-Destructive Testing. 135-140 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 仁保壮太郎: "接触部の端部と中央部におけるフレッティング疲労き裂の進展条件の検討"日本機械学会2002年度年次大会. Vol.II. 481-482 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 菅田淳: "高強度鋼の超長寿命域疲労特性"第26回疲労シンポジウム講演概要集. 169-172 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 戸田裕己: "鉄道車軸・車輪・レールの非破壊定量評価"音響学会誌. 58巻10号. 663-668 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Atsushi Sugeta: "Small fatigue crack initiation and growth behavior of Fe-0.5Ni-1Mo sintered steel"Proc. ICF10. 100859(CD-ROM). (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Atsushi Sugeta: "An effect of load variation on high-cycle fatigue behavior of SUJ2 steels"Proc. of fatigue in the very high cycle fatigue. 325-332 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 久保田祐信: "フレッティング疲労き裂の発生に及ぼす疲労限度以下の過小応力の影響"第9回機械材料・材料加工技術講演会. 209-210 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 戸田裕己: "超音波によるPE菅EF承手融着界面の健全性評価"非破壊検査. 51巻12号. 789-797 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 戸田裕己: "表面SH波による非破壊評価-音弾性・磁気音弾性・接触面探傷-"実験力学. 1巻4号. 2-5 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masanobu Kubota: "Effect of Under Stress on Fretting Fatigue Crack Initiation of Press-Fitted Axle"Proc. of JSME/ASME International Conference on Materials and Processing. 2. 220-225 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Toda: "Non-destructive evaluation of the integrity of electrofusion joint in PE gas pipes using a focused ultrasonic"Proc. of the 6th Far East Conference on Non-Destructive Testing,. 517-522 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Murata: "Development of a wide-band ultrasonic transducer with low frequency characteristic using laminated piezoelectric copolymer films"Proc. of the 6th Far East Conference on Non-Destructive Testing. 135-140 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Atsushi Sugeta: "Small fatigue crack initiation and growth behavior of Fe-0.5Ni-1Mo sintered steel"ICF10 Proc.. 100859(CD-ROM). (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Atsushi Sugeta: "An effect of load variation on high-cycle fatigue behavior of SUJ2 steels"Proc. of fatigue in the very high cycle fatigue. 325-332 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 仁保 壮太郎: "フレッティング疲労き裂の発生位置・進展条件に及ぼす相対すべりの影響"日本機械学会九州支部第56期総会・講演会.

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Masanobu Kubota: "Effect of Under Stress on Fretting Fatigue Crack Initiation of Press-Fitted Axle"Proc. of JSME/ASME International Conference on Materials and Processing 2002. Vol.2. 220-225 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Toda: "Non-destructive evaluation of the integrity of electrofusion joint in PE gas pipes using a focused ultrasonic"Proc. of the 6th Far East Conference on Non-Destructive Testing. 517-522 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Murata: "Development of a wide-band ultrasonic transducer with low frequency characteristic using laminated piezoelectric copolymer"Proc. of the 6th Far East Conference on Non-Destructive Testing. 135-140 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 仁保 壮太郎: "接触部の端部と中央部におけるフレッティング疲労き裂の進展条件の検討"日本機械学会2002年度年次大会. Vol.II. 481-482 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 菅田 淳: "高強度の超長寿命域疲労特性"第26回疲労シンポジウム講演概要集. 169-172 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 戸田 裕己: "鉄道車軸・車輪・レールの非破壊定量評価"音響学会誌. 第58巻・10号. 663-668 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Atsushi Sugeta: "Small fatigue crack initiation and growth behavior of Fe-0.5 Ni-1Mo siutered steel"Proc. ICF10. 100859(CD-ROM). (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Atsushi Sugeta: "An effect of load variation on high-cycle fatigue behavior of SUJ2 Steels"Proc. of fatigue in the very high cycle fatigue. 325-332 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 久保田 祐信: "フレッティング疲労き裂の発生に及ぼす疲労限度以下の過小応力の影響"第9回機械材料・材料加工技術講演会. 209-210 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 戸田 裕己: "超音波によるPE管EF継手融着界面の健全性評価"非破壊検査. 51巻・12号. 789-797 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 戸田 裕己: "表面SH波による非破壊評価-音弾性・磁気音弾性・接着面探傷"実験力学. Vol.4・No.4. 2-5 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 米倉大介: "WPC処理を施したフェライト・パーライト鋼の疲労破壊特性"日本機械学会論文集. 67巻659号. 1155-1161 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 曙 紘之: "浸炭処理とWPC処理を組合せたハイブリッド表面処理鋼の疲労特性"日本機械学会2001年度年次大会講演論文集. 313-314 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] D.Yonekura: "Effect of Residual Stress on Fatigue Strength of Steel Modified by WPC Process"International Conference of Fracture(CD-ROM). (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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