車軸の平滑部の強度評価

在来線車軸の平滑部の強度を、“疲労き裂の進展性”という観点から評価しました。

車軸は、車両の走行中に折損するようなことがあれば、大きな事故にも繋がりかねないため、極めて重要な部品です。そのため、様々な規定に基づく設計・製造、また使用中の定期的な検査によって、安全性は確保されています。現在、車軸にき裂が発生することや、折損に至ることはありませんが、その安全性の定量的な評価を試みました。

ここでは、「車軸に仮にき裂が発生した場合に、どのようにき裂が進展するか」という観点から、実物大の車軸を用いた試験結果より評価を行いました。試験結果の一例を図1に示します。あらかじめ設けたキズより疲労き裂を発生させ、き裂の進展性を評価しました。このような試験結果と別に実施したFEM解析結果を組み合わせることで、車軸のき裂進展性を定量的に把握することが可能となりました(図2)。これにより、車軸の安全性評価だけでなく、検査周期・検査基準などを評価することも可能となりました。

図1 試験結果の一例
図2 車軸のき裂進展性
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