台車枠の強度評価

台車枠溶接部の疲労き裂の起点として、図1に示すように、(1)表側溶接止端部、(2)裏側溶接止端部、(3)溶接ルート部が挙げられます。

(1)の表側溶接止端部に関しては、JIS E 4207「鉄道車両—台車—台車枠強度設計通則」の応力限界図では同JIS制定時より溶接非仕上げ部(溶接のまま状態)の平均応力0MPaの疲れ許容応力が70MPaと定められていますが、鉄道総研では疲労試験により、この許容応力がS-N曲線の200万回強度の75%程度であることを把握しました。

(2)の裏側溶接止端部および(3)の溶接ルート部に対しては、鉄道総研において破壊力学的手法および日本鋼構造協会の疲労設計指針の応用による評価法を検討し、台車枠の代表的な溶接継手に対する判定曲線と累積被害度を用いた評価法を開発しました(図2参照)。

参考文献