A basic study on reliability of axles for high-speed railway

高速铁路车轴可靠性基础研究

• 批准号: 12355006
• 负责人: SHIMIZU Masao
• 金额: $ 28.86万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12355006/
• 关键词: High-speed railway; Non-destructive test; Ultrasonic grazing SH wave; Fatigue test; Carburizing; Surface modification; 表面SH波; 波形整形法; 車軸; フレッチング疲労; 高速車両用輪軸; 耐久性向上; 車軸探傷検査周期; 検出技術の高精度・高能率化

(1) A new ultrasonic technique in combination of ultrasonic grazing SH wave inspection system and a wave forming method were proposed. Applying this technique, it became possible to detect the fretting fatigue cracks in wheel set axle of shinkansen train.(2) Fatigue test and ultrasonic test were performed for the hybrid surface improved axles. The results show that the fatigue limit of the axle increases but the detection of cracks becomes more difficult because of large compressive residual stresses.(3) Rotating bending, high-cycle fatigue tests under constant amplitude and variable amplitude land sequences were carried out on a high carbon chromium steel for bearings, JIS SUJ2. In the case of repeated two-step landing, fatigue crack origin sites change from the specimen surface to the subsurface due to the load variation. The usefulness of linear damage accumulation law under variable amplitude load sequences was discussed.(4) By combining the carburizing and the WPC process, it is possible to generate a high compressive residual stress near the near the surface, maintaining a deep layer of compressive residual stress formed by the carburizing The notched specimens modified by combined show a significantly higher fatigue strength compared to those modified by only carburizing.

(1)提出了一种将超声掠入射SH波检测系统与波形形成方法相结合的超声新技术。应用该技术，可以检测新干线列车轮对车轴的微动疲劳裂纹。(2)对混合表面改进后的车轴进行了疲劳试验和超声波检测。结果表明，由于残余压应力的存在，车轴的疲劳极限提高，但裂纹的检测变得更加困难。(3)对一种轴承用高碳铬钢JISSUJ2进行了等幅和变幅平台序列下的旋转弯曲高周疲劳试验。在重复的两步着陆的情况下，疲劳裂纹起源的网站从试样表面的变化，由于负载的变化，以次表面。讨论了线性损伤累积律在变幅载荷序列下的适用性。(4)通过结合渗碳和WPC工艺，可以在近表面附近产生高的压缩残余应力，保持由渗碳形成的深层压缩残余应力。与仅渗碳改性的那些相比，通过组合改性的缺口试样显示出显著更高的疲劳强度。

项目成果

仁保壮太郎: "接触部の端部と中央部におけるフレッティング疲労き裂の進展条件の検討"日本機械学会2002年度年次大会. Vol.II. 481-482 (2002)

Sotaro Niho：“接触区域边缘和中心的微动疲劳裂纹的生长条件的研究”，日本机械工程师学会 2002 年年会，第 481-482 卷（2002 年）。

米倉大介: "WPC処理を施したフェライト・パーライト鋼の疲労破壊特性"日本機械学会論文集. 67巻659号. 1155-1161 (2001)

Daisuke Yonekura：“经 WPC 处理的铁素体/珠光体钢的疲劳断裂特性”，日本机械工程师学会会刊，第 67 卷，第 659 期。1155-1161 (2001)。

仁保壮太郎: "フレッティング疲労き裂の発生位置・進展条件に及ぼす相対すべりの影響"日本機械学会九州支部第56期総会・講演会.

二穗宗太郎：《相对滑移对微动疲劳裂纹萌生位置和扩展条件的影响》第56届日本机械工程学会九州分会会员大会暨演讲。

久保田祐信: "フレッティング疲労き裂の発生に及ぼす疲労限度以下の過小応力の影響"第9回機械材料・材料加工技術講演会. 209-210 (2001)

Yunobu Kubota：“低于疲劳极限的欠应力对微动疲劳裂纹发生的影响”第九届机械材料和材料加工技术会议209-210（2001）。

Atsushi Sugeta: "Small fatigue crack initiation and growth behavior of Fe-0.5Ni-1Mo sintered steel"Proc. ICF10. 100859(CD-ROM). (2001)

Atsushi Sugeta：“Fe-0.5Ni-1Mo 烧结钢的小疲劳裂纹萌生和扩展行为”Proc.