| 研究概要 |
複雑な車輪フランジ乗り上がりの現象を解析するため,円筒踏面の車輪と単純化したレール頭頂面の形状を仮定することにより,車輪・レール間接触点における相互作用力のメカニズムを主体にモデル化を検討した.これにより,左右方向の外力により車輪踏面がレールから浮き上がるまでと,その後に車輪フランジがレールに乗り上がるまでの2種類の解析モデルを構築した.これらのモデルを用いて,踏面の浮き上がりまでを数値解析した結果は,Nadalの式による限界脱線係数との一致が認められ,その妥当性が示された.また,車輪フランジがレールに乗り上がる挙動についても,外力の作用条件を変えながらシミュレーションを行い,車輪フランジがレール上に滑り上がる状況が模擬される結果を得た.次いで,模型の一軸台車による転走台上の走行試験において,左右方向のランプ状強制外力による脱線を発生させ,車輪浮き上がりとフランジ乗り上がりに要する時間を数値解析と比較した.その結果,アタック角の影響などには同様の傾向が認められたものの,未だ十分な対応が得られていない.
次に,アクチュエータで制御されるアクティブ操舵車両について,数値シミュレーションにより,曲線通過挙動を解析した.提案する操舵機構の付加により,曲線外軌レール継目部で生ずる大きな車輪横圧の低減が可能であり,輪軸横圧については,アクティブ制御による過操舵の状態がピーク値の低減に寄与することが示された.また,検討する操舵車両の走行安定性は,従来台車と比較してほぼ同等の限界速度を有することが示された.
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