ドイツ高速鉄道ICE-3ケルン脱線事故
―鉄道用車軸の金属疲労はなぜ起こったか―

平川賢爾　著
A5判・上製・カバー装・164ページ　2009年10月刊
定価：3000円＋税　　ISBN978-4-86330-034-7

技術者は事故から何を学ぶのか？

ドイツ鉄道史上最悪の大惨事といわれた1998年のICE-1脱線事故から丁度10年、再び起きた最新鋭の高速列車ICE-3の脱線事故（2008年6月）に 、ドイツ鉄道関係者は慄然とした。先の事故の刑事裁判において専門鑑定人として出廷・証言をした著者が、最新の研究成果に基づいて事故の真相を検証！　再発は防げなかったのか、両事故の教訓をどう生かすか。車軸の破壊原因を破壊力学的観点から分かりやすく解説するとともに、世界各国の鉄道用車軸の疲労設計基準を挙げ、その限界と今後の課題について考察する。鉄道技術者のみならず、機械・構造物の開発・保守に携わる技術者、金属疲労を学ぶ学生に必携の書！

序　章

第1章　ドイツICE-3脱線事故
はじめに
1.1　ICE-3車軸の形状
1.2　車軸の危険部位
　1.2.1 車輪・歯車の圧入部のフレッティング疲労
　1.2.2　応力緩和溝（Stress relief groove）
　1.2.3　ドイツにおける車軸の事故例
まとめ

第2章　欧州における車軸の設計基準
はじめに
2　欧州の鉄道用車軸の設計基準
2.1　EN規格における車軸の疲労設計
2.2　EN規格における車軸の材質
2.3　許容応力の設定
2.4　規格におけるICE用車軸の許容応力と安全率
2.5　安全率と破壊確率
　2.5.1 疲労限度のばらつきについて
　2.5.2　EN設計基準の車軸設計規格における
　　破壊確率
2.6　車軸の曲げ応力
　2.6.1　車軸の曲げモーメント
　2.6.2　ICE-3の軸重
　2.6.3　規格における車軸の曲げモーメント
2.7　車軸の応力
　2.7.1　応力集中率
　2.7.2　ICE車軸の応力
2.8　Appendix車軸の曲げ応力のEN規格と
　　JIS規格の比較
　2.8.1 JISによる曲げ応力

第3章　疲労亀裂の進展と検査周期
―なぜ車軸の検査周期は30万kmであったのか―
はじめに
3　車軸の疲労亀裂の進展
3.1　亀裂進展と検査周期
3.2　楕円亀裂の応力拡大係数
3.3　Newman Rajuの応力拡大係数
3.4 亀裂の進展速度と検査期間
3.5　Appendix　亀裂進展開始限界
まとめ
　

第4章　車軸圧入部の疲労亀裂の進展
はじめに
4.1　鉄道車軸の疲労亀裂進展の解析
4.2　破壊力学の適用
　4.2.1　Parisの亀裂進展式
　4.2.2　Parisの式の定数Cとn
4.3　円周亀裂の応力拡大係数
4.4　圧入部の亀裂解析
4.5　疲労亀裂の進展限界
4.6　TGV車軸の寿命予測
4.7　Appendix　浅い応力緩和溝の近傍の圧入部の
　　疲労強度
　4.7.1 応力緩和溝の影響
　4.7.2 高周波焼入れ軸の疲労強度
　4.7.3　高周波焼入れ軸の亀裂進展限界
まとめ

第5章　ICE-3車軸の疲労破壊原因
はじめに
5.1　欧州の車軸設計規格
　5.11　欧州規格の歴史と課題
　5.1.2　英国における車軸の疲労破壊
5.2　TGV車軸の設計応力
5.3　米国鉄道の車軸破壊の現状
5.4　米国車軸の設計基準
　5.4.1　規格による車軸応力の比較
まとめ

第6章　車軸は疲労限度設計か有限寿命設計か
はじめに
6.1　応力頻度分布と疲労損傷度評価方法
6.2　実働強度設計手法
6.3　修正マイナー則による疲労損傷度
6.4　車軸の疲労損傷度の解析
　6.4.1　疲労限度
　6.4.2　応力頻度分布（ヒストグラム）
　6.4.3　ICE車軸の疲労損傷度の解析例
　6.4.4　疲労損傷度に及ぼす軸重の影響
　6.4.5　疲労限度の影響
6.5　Appendix I その他の疲労損傷度の事例
　6.5.1　英国鉄道の頻度分布
　6.5.2 日本の特急列車の例
6.6 Appendix II　ICE-3損傷車軸の調査結果
まとめ

第7章　ICE-3ケルン脱線事故の真相
はじめに
7.1　事故の真相
　7.1.1　車軸の破壊状況
　7.1.2　事故車軸の履歴
　7.1.3　材質調査結果
7.2　レポートに関する見解
まとめ

あとがき