軌道力学研究室

Track Dynamics

軌道力学研究室では、レール/車輪接触力学(トライボロジー)と車両/軌道動力学(ダイナミクス)の研究を行っています。具体的にはトライボロジーの分野では、シェリングなどレール/車輪の転がり接触に関する様々な問題の基礎となる接触応力の解析、接触状態の把握、粘着力特性に与える水、表面粗さ等の影響の解明、走行安全等に関わる車輪/レール間の摩擦現象の解明などを行っています。また、レールの摩耗や損傷対策として、潤滑剤の開発、レール側摩耗に与える影響因子の解明に取り組んでいます。ダイナミクスの分野では、より適用範囲が広く、予測精度の高い軌道の動的応答解析モデルの構築とそれを用いた軌道狂い進みの予測、さらには、道床バラストの沈下現象の解明とバラスト軌道劣化モデルの開発に取り組んでいます。

研究開発

湿潤条件下の車輪・レール粘着メカニズム

雨天時の空転・滑走対策に寄与する影響因子に関して、車輪・レール間の粘着力に及ぼす表面粗さと温度の影響を室内試験によって調べました。

曲線部における車輪/レール潤滑手法

潤滑剤の基本特性を調べ、車両走行シミュレーション手法を用いて潤滑パターンによる横圧低減効果を評価しました。

レールのき裂進展予測

メッシュフリー法による三次元弾性解析プログラムを作成し、さまざまな条件下における、横裂の進展解析を行いました。

バラスト軌道の動的応答と沈下挙動

弾性体個別要素法プログラムを開発し、個々のバラストの詳細形状を再現したバラスト軌道モデルを構築しました。

バラスト軌道の沈下・流動解析モデル「DEMCS-track」

バラスト軌道における浮きまくらぎや道床流動などの局所的劣化のメカニズムを解明するためには、実現場の境界条件と外力条件の再現が必要です。しかし、試験装置による再現が困難な条件も多いことから、補完的手段として、道床沈下・流動の再現に最適な離散体による解析モデルを開発しました。

固有振動によるロングレール軸力測定法

レールの固有振動数が軸力によって変化する性質に着目し、固有振動数の測定結果からロングレールの軸力を推定する手法を開発しました

実験設備

車輪・レール高速接触疲労試験装置

車輪とレールの転がり接触疲労による損傷、摩耗の再現や、損傷・摩耗対策の評価に使用します。

2円筒転がり接触試験機

車輪とレール間の粘着力特性の解明を主な目的としています。

転がり—すべり摩擦力試験機

低速域における車輪とレール間の過渡的トラクション係数および影響因子について研究することを目的としています。

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