| 研究課題/領域番号 |
19K04572
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| 研究機関 | 新潟大学 |
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研究代表者 |
紅露 一寛 新潟大学, 自然科学系, 教授 (70361912)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | バラスト道床沈下 / 曲線軌道 / 車輪・軌道系連成振動 / cyclic densificationモデル / 弾塑性有限要素法 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，特に人口集中地帯における大量輸送手段，および内陸部から臨海部への陸上物資輸送手段としての鉄道の役割に着目し，世界屈指の高水準であるわが国の鉄道技術さらなる発展と，国際的な技術・事業展開に貢献することを目的として，長きにわたり国内外で実用に供しているバラスト軌道に着目し，次の2点を具体的な研究目的に設定している．
(1)曲線部バラスト道床の3次元的変状に関する定量予測手法を確立すること．
(2) 曲線部バラスト道床の3次元的な不可逆的変形の発生・進展メカニズムを解明すること．
軌道が有限長のレールを締結して作られる構造上，軌道曲線部ではどうしてもレール継目を配置せざるを得ず，継目部を車両が通過すると，特に高速運転時や重量の大きな車両の通過時にバラスト道床に不可逆的な変位・変形が生じる．この変位・変形に関する上記2点の研究目的の達成は，抑制対策工法の開発のためにも長く求められているものである．
平成31・令和元年度は，軌道曲線部を走行する車輪と軌道との連成振動解析法の開発，特に軌道上部の振動解析モデルの検討に取り組んだ．軌道は，曲率半径が比較的大きいことから，レールは曲率の影響を無視したはりモデルで表現した．まくらぎははりモデルでモデル化し，暫定的に弾性床上に据え付けるモデルとした．車輪のモデル化については，定式化までは当該年度に済ませている．また，曲線部の軌道振動解析モデルの開発と並行して，バラスト道床沈下解析における弾塑性挙動の空間的ばらつきの評価解析法の検討を行なうことで，次年度以降に取り組む曲線部のバラスト道床沈下解析結果に対する材料物性値の感度評価，および評価手法の確立に取り組んだ．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
平成31・令和元年度は，軌道曲線部の車輪・軌道連成振動解析法の開発に取り組み，軌道側のモデル化には目途が立ったものの，車輪の振動モデルについては，定式化を済ませた段階であり，プログラム開発が遅れている．また，バラスト道床以下の動弾性応答の考慮についても，定式化は終えているものの，解析プログラムへの実装が遅れている状況にある．以上の理由から，上記自己評価区分とした．
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度は，軌道曲線部における車輪・軌道連成振動解析法の開発およびプログラム実装を終え，年度の早い段階でその解析結果の妥当性の検討に取り組む予定である．また，軌道振動解析とバラスト道床沈下解析との連成解析法の開発に取り組み，解析コード開発を完了させる計画である．あわせて，バラスト道床沈下解析における沈下量評価の信頼性保証を目的として，バラスト道床沈下解析における弾塑性挙動の空間的ばらつきの影響評価について，より現実に近いばらつきの挙動を想定した場合の影響評価についても取り組む計画である．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究開始時点の計画では，解析計算用メッシュ生成ソフトウェアを購入する予定であったが，解析コード開発が遅れ，軌道曲線部の複雑な形状領域の解析メッシュ生成が次年度以降の作業となったため，当該ソフトウェアの購入を見送ることとした．平成31・令和元年度の使用残額については，令和元年度末からの新型コロナウイルス感染拡大を受けて使途を再検討し，今後の研究進捗のさらなる遅延を防止するために，令和2年度配分額と合算での小規模計算用サーバの購入を計画・検討している．
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