研究紹介
| 鉄道軌道構造における不確実性を考慮したロングレール座屈温度の確率論的評価 |
鉄道軌道において，継ぎ目を持たないロングレールは列車・軌道系の振動・騒音低減に有効であることなどから，在来線においてもその導入が進められています．
しかし，長い区間にわたりまくらぎを介してレールが拘束されることで，夏季の日中など高温時にはレールに著大な圧縮軸力が発生します．
特にバラスト軌道では，水平横方向変位(通り変位)に対する拘束力(道床横抵抗力)が比較的小さい場合，レールの温度上昇が座屈を惹き起こす危険性があります．
本研究では，ロングレール軌道を対象に，軌道構造に内在するバラツキが軌道座屈強度(レール相対温度)に及ぼす影響について検討しています．
【もう少し詳しい説明は．．．】 A-0: 研究概要 A-1: 軌道座屈の基礎理論 A-2: 軌道座屈確率シミュレーションの概要 A-3: 軌道座屈確率の評価 A-4: 10m弦正矢に基づく軌道通り変位補正が座屈確率に及ぼす影響 |
| 走行列車から軌道の力学状態を推定する手法の理論的検討 |
鉄道軌道のロングレール化は，乗り心地の改善や，振動・騒音の低減，保守作業の省力化などに有効となるなど，
多くの利点を有するため，広く導入が進められています．
しかしロングレールは，長い区間にわたり縦方向にまくらぎ拘束されることで著大な温度軸力が作用するため，
座屈やレール破断の危険性を有しています．
そのため，レール軸力や，座屈強度の支配要因である道床横抵抗力などの適切な把握と管理が望まれています．
本研究では，営業車両に搭載された検測装置によって取得された軌道の通り変位波形を用い，
軌道の力学状態を推定する手法について，基礎理論の構築を目指しています． 【もう少し詳しい説明は．．．】 B-0: 研究の背景と目的 B-1: レール軸力推定法の原理と基礎的検討 B-2: 軌道状態がレール軸力推定に及ぼす影響 |
| 軌道の振動に関する研究 |
【もう少し詳しい説明は．．．】 C-0: 研究の背景と目的 C-1: まくらぎ間隔のばらつきの意図的導入による 新たな軌道振動低減法の理論的検討 C-2: バラスト道床の Young率の空間的ばらつきが 車輪・軌道系の連成振動応答に及ぼす影響の定量評価 |
 弾塑性有限要素法による バラスト道床沈下量予測 |
国内外の鉄道の多くには，列車荷重の分散・衝撃力の作用の緩和・振動低減を目的として，レールとまくらぎの下にバラスト道床として25cm程度の層厚で砕石を敷設します．バラスト道床には，非常に多数回の列車通過の結果，道床部には残留変位が生じ，特に道床上面における鉛直方向の残留変位は「道床沈下」と呼ばれています．本研究室では，バラスト道床部全体を弾塑性連続体としてモデル化し，有限要素法を用いて道床沈下量を定量的に効率よく予測する手法の開発に取り組んでいます． 【もう少し詳しい説明は．．．】 D-1: 研究の背景と目的 D-2: Cyclic densificationモデルを用いた バラスト道床の繰り返し変形解析 D-3: Young率の空間的ばらつきを考慮した バラスト道床沈下解析手法の開発 D-4. 軌道剛性急変箇所のバラスト道床沈下解析 D-5. レール継目部のバラスト道床沈下解析 D-6: 拡張下負荷面モデルの適用と解析の効率化 |
| 周期波動場 の力学 |
工学の世界では，波が伝わる媒体は弾性連続体と呼ばれる数理モデルで表現されることが多々あります．この媒体に周期構造が存在する場合，入射した波動のうち，特定の周波数の波の成分だけが構造体に遮蔽されて透過できなくなる現象が起こります．近年では，この性質を応用したフォノニック結晶と呼ばれる周期材料を工学応用する試みがなされています．本研究室では，無限周期構造，一部に欠陥を有する周期構造中の波動伝播特性を評価する手法を開発し，群杭による表面波伝播の遮蔽・透過特性の評価や，連続橋・地盤連成系の動的応答の評価などに活用しています． 【もう少し詳しい説明は．．．】 E-0: 研究の背景と目的 E-1: 半無限周期構造における表面波モード解析手法 E-2: 中間層を有する周期複合材の弾性波動解析 E-3: 二重周期弾性場の有限要素表面波分散解析 E-4: 一部に欠陥を有する二次元周期場の動弾性解析 E-5: 有限長周期杭が配置された地盤の表面波分散解析 E-6: 連続橋・地盤連成系の定常応答解析 |
| トンネルの 発破振動低減 |
【もう少し詳しい説明は．．．】 F-0: 研究の背景と目的 |
| 境界要素解析 の効率化 |
境界要素法(BEM)は，差分法や有限要素法と並ぶ汎用離散化解析手法の一つです．原則的に境界上の離散化のみで近似解を得ることができますが，離散化により得られる係数行列は密となり，有限要素法などとくらべて計算効率の悪さが欠点とされてきました．本研究室では，境界積分方程式の離散化に waveletを用いる方法について，その計算効率の改善を試みています． 【もう少し詳しい説明は．．．】 G-1: 研究の背景と目的 G-2: Wavelet基底とその特徴 G-3: 境界要素解析に適した wavelet基底の開発 G-4: Laplace問題および定常スカラー波動問題の 境界要素法解析における計算効率の改善効果 G-5: 非定常熱伝導問題の時間域境界要素法解析 における計算効率の改善効果 G-6: 非定常スカラー波動問題の時間域境界要素法解析 における計算効率の改善効果 G-7: 有限要素法とwavelet境界要素法との結合解法の構成 |
| 構造物の形状 ・形態創成 |
皆さんの身の回りのあらゆる物には「かたち」があります．特に，工業製品の中には，デザインの美しさだけでなく，その機能性を考慮して「かたち」が決められたものが数多くあります．通常は，力学的に合理的な「かたち」は試作や実験などで試行錯誤して決められますが，この作業はコンピュータで自動的に処理することはできないのでしょうか．本研究室では，構造物が所定の力学性能を有するようにその形態（トポロジー）や形状を数値計算で最適化する方法の開発に取り組んでいます．開発した手法を用いて，大変形を受けるゴム製防振パッドの形状最適化や，遮音壁の形態・形状最適化を行なっています． 【もう少し詳しい説明は．．．】 H-0: 研究の背景と目的 H-1: VOF法に基づくトポロジー最適化手法の開発 H-2: 大変形を受ける防振パッドの表面形状最適化解析 H-3: トポロジー導関数による構造物の形態創成手法の性能向上 H-4: 遮音壁の形状最適化および最適形状の遮音特性の定量評価 H-5: 地下鉄トンネル断面の防振最適化 |
| 積雪と構造物の 相関問題 |
新潟県を中心とした日本海沿岸地域は，世界的に類を見ない温帯での多雪地域として知られています．雪が降り積もる過程においては，その自重（自分の重さ）と，積もった雪がしまり雪となっていく際に生じる沈降力とが構造物に作用するため，本研究室では，降雪・積雪・沈降の一連の現象が生じる際の雪と構造物との相互作用とそのメカニズムの解明に取り組んでいます． 【もう少し詳しい説明は．．．】 I-0: 研究の背景と目的 H-1: H-2: |
| 鋼製組立網 の力学 |
【もう少し詳しい説明は．．．】 J-0: 研究の背景と目的 J-1: 鋼製組立網の構造解析モデル J-2: 鋼製組立網の耐荷力の評価 J-3: 中詰材を充てんした鋼製組立網の耐荷力の評価 |