| 研究概要 |
鉄道車両が高速で曲線を通過する際に生ずる車輪・レール間の相互作用力と車輪軸の挙動について,一軸台車の1/5模型を用い,脱線と転覆の両者が複合するような条件下で転走試験装置上の実験を行なった.ここでは,高速曲線通過による遠心力に相当する横力を作用させ,脱線にいたるまでの輪重と横圧から車輪軸の挙動が調べられた.また,脱線の実験データと転覆の数値解析との比較がなされた.次いで,一両モデルによるシミュレーションにより振り子車両の走行安全性が評価された.
1.片輪走行状態となる横方向力を車体に作用させた脱線実験
(1)片輪走行時には,輪軸のロール角(片輪の浮き上がり角)が大きいほど小さな横力で脱線が生ずる.この傾向は,輪軸アタック角(ヨー角)の増大により強まる.
(2)輪軸のロール角とアタック角の増大は,それぞれ限界脱線係数を減少させる.
2.一軸模型車両の脱線・転覆のためのモデル構築と数値解析
実験で使用した一軸模型車両を想定し,転覆の数値解析を行い,実験と比較した結果,転覆を発生させる横力は脱線が生ずる際の横圧よりも小さく,遠心力の作用下で脱線に至らずに転覆する可能性の高いことが示された
3.マルチボディソフトSIMPACKによる振り子車両のモデル化
空気ばね式と振り子梁式の車体傾斜車両の解析モデルを構築し,曲線通過シミュレーションを行なった結果より,数値シミュレーションで車体傾斜係数を特定することにより,走行安全性評価に関する静的解析の精度向上を実現する方策を示した.
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