レールの転動疲労損傷の解明及び対策

• 研究課題/領域番号: 19560138
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 設計工学・機械機能要素・トライボロジー
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 佐々木 敏彦 金沢大学, 人間科学系, 教授 (40251912)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2009年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2008年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2007年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 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

研究概要

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。

研究成果

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