WO2023199369A1 - 寿命評価装置および方法 - Google Patents

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stress
evaluation device
vehicle
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lifespan
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康介 原
正隆 干鯛
尚志 吉澤
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株式会社日立製作所
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/02—Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies
    • B61F5/22—Guiding of the vehicle underframes with respect to the bogies
    • B61F5/24—Means for damping or minimising the canting, skewing, pitching, or plunging movements of the underframes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/08—Railway vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a life evaluation device and method.
  • a bogie In a railway vehicle, a bogie is an important device that supports the vehicle body and transmits the driving force and braking force associated with traveling to the vehicle body. Damage to the bogie while it is running could lead to accidents such as derailment. Therefore, in order to prevent damage to the truck, there is a need for a life evaluation device that can monitor the strength load state of the truck in an actual operating environment and determine its lifespan.
  • Patent Document 1 discloses that an acceleration sensor attached to at least one of a truck body that supports wheels or a car body attached to the truck body, and load information in which acceleration and load are associated in advance, are used to detect the load on the truck. Apparatus and methods for determining lifespan are described.
  • the life evaluation device and method of the present invention includes a vibration data detection means for detecting vibration acceleration in the vertical direction in the left and right axle boxes in the sleeper direction of the leading axle of the vehicle, and a vibration data detection means for detecting vibration acceleration in the vertical direction, and
  • the present invention is characterized in that it includes an operation data detection means for detecting information such as, and a data processing means for calculating a stress distribution of the bogie of the vehicle by vehicle motion analysis, and estimates the life of the vehicle from the stress distribution.
  • the system also includes a parameter update determination unit that updates parameters used for analysis based on a comparison result between the stress detected by the stress data detection means provided at an arbitrary part of the bogie and the stress calculated by analysis at the same part. It is characterized by the presence of
  • the present invention even if the track side, the vehicle side, or both change over time due to long-term commercial operation, it is possible to accurately estimate the service life.
  • FIG. 1 is a system configuration diagram of a life evaluation device showing a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing the functional configuration of the life evaluation device of Example 1.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating the processing procedure in the data analysis section 100 in the life evaluation apparatus of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating the processing procedure in the vehicle motion analysis section 300 in the life evaluation apparatus of the first embodiment.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating the processing procedure in the parameter update determination unit 400 in the life evaluation apparatus of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing the stress PSD when there is no change over time on the vehicle side and the stress PSD when there is change over time on the vehicle side in the parameter update determination unit of the first embodiment.
  • FIG. 1 is a system configuration diagram of a life evaluation device showing a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing the functional configuration of the life evaluation device of Example 1.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating
  • FIG. 7 is a diagram showing the actually measured and analyzed stress PSD ratios in the parameter update determination section of the first embodiment.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating the processing procedure in the result processing section 500 in the life evaluation apparatus of the first embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram schematically showing the behavior of the cart in the life evaluation device of Example 1.
  • FIG. 10 is a system configuration diagram of a life evaluation device showing a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating the processing procedure in the vehicle motion analysis section 300 in the life evaluation apparatus of the second embodiment.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating the processing procedure in the parameter update determination unit 400 in the life evaluation apparatus of the second embodiment.
  • Figure 1 shows the system configuration of the life evaluation device.
  • a railway vehicle running on a track 2 is composed of a car body 1 and a bogie 16.
  • the vehicle body 1 is mounted on a truck 16 via an air spring 8.
  • the bogie 16 includes a bogie frame 11, an air spring 8, a yaw damper 4, a wheel set 13, an axle spring device 14, an axle box 12 serving as a bearing housing for the wheel axle 13, an axle box support rubber 15, and the like.
  • the wheel axle 13 is rotatably held with respect to axle boxes 12 installed in the direction of the sleepers (Y direction in FIG. 1), and the space between the axle boxes 12 and the bogie frame 11 is elastically supported in the vertical direction by an axle spring device 14. It is supported and elastically supported in the horizontal direction by axle box support rubber 15.
  • An air spring 8 is disposed between the car body 1 and the bogie frame 11, and the air spring 8 elastically supports the car body 1 on the bogie frame 11.
  • Vibration data detection means (10a, 10a', 10b, 10b') for acquiring acceleration are installed in the left and right axle boxes 12 in the direction of the railroad ties, respectively.
  • the vibration data detection means (10a, 10a', 10b, 10b') By arranging the vibration data detection means (10a, 10a', 10b, 10b') only on the left and right axle boxes 12 in the sleeper direction of the wheel axle 13 on the leading side, the life can be evaluated with a small number of sensors. The principle by which lifespan can be evaluated with a small number of sensors will be described later.
  • the vibration data detection means (10a, 10a', 10b, 10b') may be any method as long as it can obtain vibration acceleration in the vertical direction of the axle box 12, and for example, an acceleration sensor may be used.
  • the bogie 16 is equipped with stress data detection means (50a, 50b) for detecting stress in the bogie frame 11 at any part of the bogie frame 11.
  • the stress data detection means (50a, 50b) may be any method as long as it can detect the stress of the bogie frame 11, and for example, a strain gauge may be used. Further, the stress data detection means (50a, 50b) may be mounted at any location where the state of stress generation in the truck 16 can be ascertained, such as on the side beams of the truck frame 11.
  • the vehicle body 1 is equipped with an operation data detection means 20 that has a function of detecting operation data such as traveling speed, traveling position, and occupancy rate from, for example, an operation management system that manages operation data.
  • an operation data detection means 20 that has a function of detecting operation data such as traveling speed, traveling position, and occupancy rate from, for example, an operation management system that manages operation data.
  • the vehicle body 1 is configured to evaluate the lifespan from data acquired by vibration data detection means (10a, 10a', 10b, 10b'), stress data detection means (50a, 50b), operation data detection means 20, etc.
  • a data processing means 40 is provided.
  • the data processing means 40 includes a data analysis section 100, a data recording section 200, a vehicle motion analysis section 300, a parameter update determination section 400, and a result processing section 500.
  • the data analysis section 100, the data recording section 200, the vehicle motion analysis section 300, the parameter update judgment section 400, and the result processing section 500 are, for example, arithmetic devices that execute various processes described below according to programs stored inside the data processing means 40. It consists of
  • the data analysis unit 100 acquires the vibration data detected by the vibration data detection means (10a, 10a', 10b, 10b') and the operation data detected by the operation data detection means 20, analyzes the acquired data, and It has a function of creating and outputting data necessary for calculation in the motion analysis section 300.
  • the data recording unit 200 records vehicle suspension parameters and the like that are necessary for the vehicle motion analysis unit 300 to perform calculations.
  • the spring constant of the axle box support rubber 15, the damping coefficient of the yaw damper 4, the wheel tread slope of the wheel axle 13, the spring constant and damping coefficient of the air spring 8, etc. are recorded.
  • suspension parameters are set to values in a newly manufactured state, such as design values and element test values.
  • the data recording unit 200 records information about the generated stress and the SN curve calculated from the number of repetitions until fatigue failure for the material of the part whose stress is to be evaluated.
  • the vehicle motion analysis unit 300 acquires the data output by the data analysis unit 100 and the vehicle suspension parameters recorded by the data recording unit 200, and calculates the stress necessary for life evaluation of the bogie 16 based on the acquired data. It has the function of outputting the analysis value of.
  • the parameter update determination unit 400 determines whether there is a change over time on the vehicle side based on the stress analysis value output by the vehicle motion analysis unit 300 and the stress data detected by the stress data detection means (50a, 50b), and determines whether there is a change over time on the vehicle side. If there is a change over time in the vehicle, it has a function of updating the vehicle suspension parameters recorded in the data recording unit 200 in accordance with the change over time on the vehicle side.
  • the result processing unit 500 has a function of evaluating the lifespan of the vehicle by threshold evaluation based on the stress analysis value output by the parameter update determination unit 400.
  • the vehicle body 1 includes a result output means 60 having a function of notifying the driver of the vehicle body 1, the ground operation manager, maintenance personnel, etc. of the life evaluation results output by the data processing means 40.
  • the vibration data detection means (10a, 10a') uses an acceleration sensor that detects vibration acceleration in the vertical direction, and the stress data detection means 50a detects the strain of the bogie frame 11. This will be explained using a strain gauge that can calculate the stress from the strain.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating the processing procedure of the data analysis section 100 in the life evaluation device of FIG. 1.
  • step S111 the vibration data detection means (10a, 10a') obtains the vertical vibration acceleration of the left and right axle boxes 12 in the sleeper direction, and at the same time, the travel position, travel speed, and riding position are obtained from the operation data detection means 20. Obtain operation data such as rate.
  • the vertical vibration displacement of the axle box 12 is calculated by second-order integration of the vertical vibration acceleration of the axle box 12 obtained in S111.
  • vehicle motion analysis is performed from the operation data acquired in S111, such as the traveling speed of the traveling section, route conditions such as the curve radius in the case of a curved section, and riding conditions such as the weight and center of gravity position of the vehicle body 1 according to the occupancy rate. Analysis input data necessary for analysis in section 300 is generated.
  • the vertical vibration displacement data of the axle box 12 calculated in S112 and the analysis input data such as the traveling speed, route conditions, riding conditions, etc. generated in S113 are output to the vehicle motion analysis unit 300.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating the processing procedure of the vehicle motion analysis section 300 in the life evaluation device of FIG. 1.
  • a vehicle motion analysis is performed using the vibration displacement data of the axle box 12 obtained in S311 and analysis input data such as traveling speed, route conditions and riding conditions, and the vehicle suspension parameters obtained in S312, An analytical value of stress at a designated portion of the trolley 16 is calculated.
  • any method that can calculate the stress of the bogie 16 from analysis input data such as vibration displacement data of the axle box 12, running speed, route conditions and riding conditions, and vehicle suspension parameters may be used. Analysis using FEM, analysis using multibody dynamics, etc. can be used.
  • the parts of the trolley 16 where stress is evaluated are arbitrarily specified by the user, such as parts where high stress occurs during a static load test, or where high stress is predicted to occur during strength analysis at the design stage.
  • the stress analysis value of the portion where the stress data detection means 50a is attached is also calculated.
  • the stress analysis value of the designated portion of the truck 16 calculated in S313 is output to the parameter update determination unit 400.
  • the stress analysis value of the part where the stress data detection means 50a is attached is obtained, and the stress PSD (Power Spectrum Density) is calculated from the stress analysis value. do.
  • PSD is a spectral function expressed as a power value per unit frequency width (1 Hz width).
  • the actual measured value of the stress PSD is similarly calculated from the actual measured stress value of the portion where the stress data detection means 50a is attached, which was obtained in S412.
  • the measured value 721 of stress PSD and the analytical value 731 of stress PSD generally match, as shown in FIG. 6A.
  • the suspension parameters of the vehicle used in the analysis are the values in the newly manufactured state, so the analytical value 731 of the stress PSD deviates from the measured value 721 of the stress PSD.
  • the actual measured value 722 of the stress PSD is larger than the analytical value 731 of the stress PSD in the predetermined frequency band 900 due to changes over time on the vehicle side.
  • a stress PSD ratio 821 is calculated, which is the ratio between the analytical value 731 of the stress PSD and the measured value 722 of the stress PSD.
  • This stress PSD ratio 821 compares the analytical stress PSD value 731 and the actual stress PSD value 722, and represents the frequency band in which the PSD differs and the degree thereof.
  • the PSD ratio 821 becomes significantly large in the frequency band 900 due to changes over time on the vehicle side. Note that if there is no change over time on the vehicle side, the stress PSD ratio 821 becomes small over the entire frequency band.
  • the analysis value and the actual measurement value can be compared at the same time and in the same section, so that changes over time on the track 2 side can be compared.
  • the stress PSD ratio 821 After removing the influence of changes in the transfer characteristics due to changes in the vehicle side over time, only the changes in stress due to changes in the transfer characteristics due to changes over time on the vehicle side can be extracted as the stress PSD ratio 821.
  • the total sum 822 obtained by adding the stress PSD ratios 821 in all frequency bands shown in FIG. 7A is compared with a preset threshold value. If the threshold value is exceeded, it is determined that there is a change over time on the vehicle side.
  • the process is performed so that the sum 822 of the stress PSD ratio 821 is equal to or less than the threshold value, that is, the analytical value 731 of the stress PSD and the actual measured value 722 of the stress PSD match.
  • the threshold value that is, the analytical value 731 of the stress PSD and the actual measured value 722 of the stress PSD match.
  • the spring constant of the axle box support rubber 15, the damping coefficient of the yaw damper 4, the wheel tread slope of the wheel axle 13, the spring constant and damping coefficient of the air spring 8, etc. are determined depending on the presence or absence of changes over time and the degree of changes over time. Decide on the parameters accordingly.
  • the vehicle suspension parameters determined in S416 are output to the data recording unit 200, and the vehicle suspension parameters recorded in the data recording unit 200 are updated.
  • the stress analysis value of the specified portion is equal to or less than the threshold value in S415, the stress analysis value of the specified portion is output to the result processing unit 500 in S418.
  • the fatigue state is evaluated based on the stress analysis value of the specified portion of the trolley 16 obtained in S511 and the SN curve of the material up to fatigue failure recorded in the data recording unit 200.
  • evaluation is performed using the cumulative damage law.
  • the cumulative damage law it is assumed that loads with stress amplitudes ⁇ 1, ⁇ 2, . . . , ⁇ m act n1 times, n2 times, .
  • the number of repetitions until fatigue failure of the material under loads ⁇ 1, ⁇ 2, . . . , ⁇ m is read from the SN curve as N1 times, N2 times, .
  • the cumulative damage degree D is expressed by the following formula.
  • the cumulative damage degree D calculated in S512 is compared with a preset threshold value for the cumulative damage degree D.
  • the threshold value is a value obtained by dividing the reference value 1 by an arbitrary safety factor.
  • the result output means 60 When the result output means 60 receives the alarm signal from the result processing unit 500, it notifies the driver on the vehicle and the operation manager and maintenance staff on the ground of the alarm signal using a well-known communication technology.
  • FIG. 9 schematically shows the main deformation modes when stress is generated in the bogie 16 during running.
  • the truck 16 is composed of side beams (70a, 70b) arranged on the left and right sides in the sleeper direction, and cross beams (71a, 71b) connecting the side beams (70a, 70b).
  • the axle boxes (80a, 80b, 80c, 80d) are attached to the side beams (70a, 70b) via elastic elements (90a, 90b, 90c, 90d).
  • the dotted line in FIG. 9 is the shape before deformation, and the solid line is the shape after deformation.
  • the axle box 80a and the axle box 80b are displaced in the upside down direction.
  • the vibration acceleration of an axle box on one side in the sleeper direction may be obtained and the vibration acceleration may be used as a substitute for the vibration acceleration of the other axle box.
  • the side beam 70a itself is displaced as a rigid body, and almost no elastic deformation occurs. From this, a waveform is obtained by delaying the vibration acceleration obtained at the axle box 80a on the leading axle side with respect to the traveling direction 800 by a phase difference L/V determined by the distance L between the front axle and the rear axle of the bogie 16 and the traveling speed V. can be substituted as the vibration acceleration of the axle box 80c on the rear axle side with respect to the traveling direction 800.
  • the vibration acceleration obtained at the axle box 80b on the leading axle side with respect to the traveling direction 800 is determined by the phase difference L/V determined by the distance L between the front axle and the rear axle of the bogie 16 and the running speed V.
  • the waveform delayed by the amount can be substituted for the vibration acceleration of the axle box 80d on the rear axle side with respect to the traveling direction 800.
  • the stress of the truck 16 can be estimated using the vibration acceleration in the vertical direction obtained from the left and right axle boxes 12 in the sleeper direction of the wheel set 13 on the leading side.
  • the axle boxes (80a, 80b, 80c, 80d) provided on the truck 16 only the vibration acceleration in the vertical direction of the axle boxes (80a, 80b) needs to be detected, so the number of sensors can be reduced, reducing installation costs and maintenance. Can reduce costs.
  • a life evaluation device will be explained with reference to FIGS. 10 to 12. Note that the same configurations or processes as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, detailed explanation thereof will be omitted, and only the points different from the first embodiment will be explained below.
  • FIG. 10 is a diagram showing the system configuration of the life evaluation device according to this embodiment.
  • the physical quantity used for parameter update judgment in the parameter update judgment unit 400 of the data processing means 40 is not stress but vibration acceleration.
  • Vibration data detection means (700a, 700b) are arranged in place of 50b).
  • the vibration data detecting means (700a, 700b) may be installed at any location where the vibration state of the truck 16 can be detected, for example, on the side beam 70 of the truck frame 11.
  • vibration acceleration for example, by using an acceleration sensor, it is easier to measure than with a strain gauge, which requires removal of paint from the installation location and curing to prevent damage, reducing sensor installation man-hours and maintenance costs. It can be reduced.
  • the truck 16 travels in the + side of the X direction in FIG.
  • the case of evaluating the lifespan will be explained.
  • the life of the trolley 16 is evaluated using vibration data detected by the vibration data detection means (10b, 10b', 700b) that is the leading axis in the traveling direction. do.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating the processing procedure of the vehicle motion analysis section 300a in the life evaluation device of this embodiment.
  • the analytical value of the vibration acceleration of the trolley 16 at the attachment position of the vibration data detection means 700a calculated in S313a and the stress analytical value of the specified portion are output to the vehicle parameter update determination unit 400a.
  • an analytical value of the vibration acceleration PSD is calculated from the vibration acceleration of the trolley 16 obtained in S411a. Furthermore, similarly, the measured value of the vibration acceleration PSD is calculated from the measured value of the vibration acceleration obtained in S412a.
  • a vibration acceleration PSD ratio is calculated, which is the ratio between the analytical value of vibration acceleration PSD and the measured value of vibration acceleration PSD.
  • the sum of the vibration acceleration PSD ratios is compared with a preset threshold. If the threshold value is exceeded, it is determined that there is a change over time on the vehicle side.
  • the parameters of the vehicle suspension are determined so that the vibration acceleration PSD ratio is equal to or less than the threshold value.
  • the life can be accurately estimated by the vibration detection means 700a and 700b attached to the bogie 16 even if the track 2 side, the vehicle side, or both change over time. becomes possible.
  • the embodiments described above are applicable not only to vehicles (railway vehicles) that run on a predetermined track 2, but also to vehicles such as construction machinery, automobiles, and aircraft that have a similar bogie or frame structure. May be applied. Using a similar concept, it becomes possible to estimate the lifespan of a vehicle using fewer sensors, and similar effects can be obtained.
  • Vehicle body 2 Track 4: Yaw damper 8: Air spring 10: Vibration data detection means 11: Bogie frame 12: Axle box 13: Wheel axle 14: Axle spring device 15: Axle box support rubber 16: Bogie 20: Operation data detection means 40: Data processing means 50: Stress data detection means 60: Result output means 70: Side beam 71: Cross beam 80: Axle box 90: Elastic element 100: Data analysis section 200: Data recording section 300: Vehicle motion analysis section 400: Parameter Update judgment unit 500: Result processing unit 800: Progress direction

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Abstract

経年で軌道又はサスペンション部品、もしくはその両者が経時変化しても、車両の寿命を精度良く推定できる寿命評価装置および方法を提供する。車両の先頭軸の枕木方向左右の軸箱の振動データ、走行速度、路線条件、乗車条件などの運行データを取得し、取得した振動データと運行データおよび予め記録した車両のサスペンションのパラメータを用いて実施した車両運動解析に基づいて、前記鉄道車両の台車の寿命を判定することを特徴とする異常検出装置を備える。さらに前記台車の任意部位に備えられた応力データ検出手段で検出した応力と、同部位における解析で計算した応力との比較結果に基づいて、解析に用いるパラメータを更新するパラメータ更新判断部を備えていることを特徴とする。

Description

寿命評価装置および方法
　本発明は、寿命評価装置および方法に関する。
　鉄道車両において、台車は車体を支持し、走行に伴う駆動力および制動力を車体に伝達する重要な装置である。走行中の台車の破損は脱線などの事故につながる恐れがある。そのため、台車の破損を防ぐために、実稼働環境における台車の強度負荷状態を監視し、寿命を判断できる寿命評価装置が必要とされている。
　寿命評価装置および方法として、従来、例えば、特開２０２０－４６２０４号公報（特許文献１）に記載された技術がある。特許文献1には、車輪を支持する台車本体又は前記台車本体に取り付けられた車体の少なくとも一方に取り付けられた加速度センサと、加速度と荷重とが予め対応付けられている荷重情報を用いて台車の寿命を判断する装置および方法が記載されている。
特開２０２０－４６２０４号公報
　特許文献１に記載の方法では、予め、加速度と荷重とが対応付けられている荷重情報を取得する必要がある。しかし、長期間の営業走行の中で、軌道側の経時変化や、車両側の経時変化（サスペンション部品の劣化および車輪摩耗など）で、取得時の状態から状態が変化すると、寿命の推定精度が低下するなどの課題が考えられる。
　そこで、本発明では長期間の営業走行により軌道側又は車両側、もしくはその両者が経時変化しても、寿命を精度良く推定できる寿命評価装置および方法を提供することを目的とする。
　上記の目的を解決するために、本発明の寿命評価装置および方法では、車両の先頭軸の枕木方向左右の軸箱において上下方向の振動加速度を検出する振動データ検出手段と、走行位置や走行速度などの情報を検出する運行データ検出手段と、車両運動解析により前記車両の台車の応力分布を計算するデータ処理手段を備え、前記応力分布から車両の寿命を推定することを特徴とする。
　また、台車の任意部位に備えられた応力データ検出手段で検出した応力と、同部位における解析で計算した応力との比較結果に基づいて、解析に用いるパラメータを更新するパラメータ更新判断部を備えていることを特徴とする。
　本発明によれば、長期間の営業走行により軌道側又は車両側、もしくはその両者が経時変化しても、寿命を精度良く推定することが可能となる。
図１は、本発明の実施例１を示す寿命評価装置のシステム構成図である。 図２は、実施例１の寿命評価装置において、機能構成を示した図である。 図３は、実施例１の寿命評価装置において、データ分析部１００における処理手順を説明するフローチャートである。 図４は、実施例１の寿命評価装置において、車両運動解析部３００における処理手順を説明するフローチャートである。 図５は、実施例１の寿命評価装置において、パラメータ更新判断部４００における処理手順を説明するフローチャートである。 図６は、実施例１のパラメータ更新判断部において、車両側の経時変化なしの場合の応力ＰＳＤと、車両側の経時変化ありの場合の応力ＰＳＤを示した図である。 図７は、実施例１のパラメータ更新判断部において、実測と解析の応力ＰＳＤ比率を示した図である。 図８は、実施例１の寿命評価装置において、結果処理部５００における処理手順を説明するフローチャートである。 図９は、実施例１の寿命評価装置において、台車の挙動を模式的に示した図である。 図１０は、本発明の実施例２を示す寿命評価装置のシステム構成図である。 図１１は、実施例２の寿命評価装置において、車両運動解析部３００における処理手順を説明するフローチャートである。 図１２は、実施例２の寿命評価装置において、パラメータ更新判断部４００における処理手順を説明するフローチャートである。
　以下、本発明の寿命評価装置について図面を参照して説明する。
　はじめに、寿命評価装置の構成について図１を参照して説明する。
　図１は、寿命評価装置のシステム構成を示している。
　軌道２上を走行する鉄道車両は、車体１、台車１６で構成されている。車体１は、空気ばね８を介して台車１６に搭載されている。台車１６は、台車枠１１、空気ばね８、ヨーダンパ４、輪軸１３、軸ばね装置１４、輪軸１３の軸受けハウジングとなる軸箱１２、軸箱支持ゴム１５などで構成されている。
　輪軸１３は、枕木方向（図１のＹ方向）にそれぞれ設置された軸箱１２に対して回転可能に保持され、軸箱１２と台車枠１１の間は、軸ばね装置１４で鉛直方向に弾性支持されており、軸箱支持ゴム１５で水平方向に弾性支持されている。車体１と台車枠１１との間には、空気ばね８が配置されており、この空気ばね８により、車体１が台車枠１１に弾性支持されている。
　台車１６について、図１のＸ方向＋側およびＸ方向－側に走行した場合において、先頭側となる輪軸１３の軸箱１２には、軸箱１２の上下方向(図１のＺ方向)の振動加速度を取得するための振動データ検出手段（１０ａ、１０ａ’、１０ｂ、１０ｂ’）が枕木方向の左右の軸箱１２にそれぞれ設置されている。先頭側となる輪軸１３の枕木方向の左右の軸箱１２のみに振動データ検出手段（１０ａ、１０ａ’、１０ｂ、１０ｂ’）を配置することで、少ないセンサ数で寿命を評価することができる。少ないセンサ数で寿命を評価できる原理については後述する。
　振動データ検出手段（１０ａ、１０ａ’、１０ｂ、１０ｂ’）は、軸箱１２の上下方向の振動加速度を取得できる方法であればよく、例えば、加速度センサを用いても良い。
　また、台車１６は、台車枠１１の任意の部位に、台車枠１１の応力を検出する応力データ検出手段（５０ａ、５０ｂ）を備えている。
　応力データ検出手段（５０ａ、５０ｂ）は、台車枠１１の応力を検出できる方法であればよく、例えば、ひずみゲージを用いても良い。また、応力データ検出手段（５０ａ、５０ｂ）の取付け位置は、台車１６の応力発生状態を把握できる部位であればよく、例えば台車枠１１の側梁などに取り付ける。
　車体１は、例えば、運行データを管理する運行管理システムから、走行速度、走行位置や乗車率などの運行データを検出する機能を有する運行データ検出手段２０を備えている。
　また、車体１は、振動データ検出手段（１０ａ、１０ａ’、１０ｂ、１０ｂ’）や、応力データ検出手段（５０ａ、５０ｂ）、運行データ検出手段２０などで取得したデータから寿命を評価するためのデータ処理手段４０を備えている。
　データ処理手段４０は、データ分析部１００、データ記録部２００、車両運動解析部３００、パラメータ更新判断部４００および結果処理部５００を有している。
　データ分析部１００、データ記録部２００、車両運動解析部３００、パラメータ更新判断部４００および結果処理部５００は、例えば、データ処理手段４０内部に格納されたプログラムに従って後述する各処理を実行する演算装置から構成される。
　データ分析部１００は、振動データ検出手段（１０ａ、１０ａ’、１０ｂ、１０ｂ’）で検出した振動データおよび運行データ検出手段２０で検出した運行データを取得し、取得したデータを分析して、車両運動解析部３００で計算を行うために必要なデータを作成し出力する機能を有するものである。
　データ分析部１００の具体的な処理フローについては後述する。
　データ記録部２００は、車両運動解析部３００で計算を行うために必要な車両のサスペンションのパラメータなどが記録されている。本実施形態では、軸箱支持ゴム１５のばね定数や、ヨーダンパ４の減衰係数、輪軸１３の車輪踏面勾配、空気ばね８のばね定数や減衰係数などを記録している。なお、初期状態では、サスペンションのパラメータは設計値や要素試験値などの新製状態での値を設定する。
　また、データ記録部２００は、応力を評価したい部位の材料について、発生応力と、疲労破壊までの繰り返し回数から算出されたＳ－Ｎ曲線についての情報を記録している。
　車両運動解析部３００は、データ分析部１００で出力されたデータおよびデータ記録部２００で記録された車両のサスペンションのパラメータを取得し、取得したデータに基づいて、台車１６の寿命評価に必要な応力の解析値を出力する機能を有するものである。
　車両運動解析部３００の具体的な処理フローについては後述する。
　パラメータ更新判断部４００は、車両運動解析部３００で出力した応力の解析値および応力データ検出手段（５０ａ、５０ｂ）で検出した応力データに基づいて車両側の経時変化の有無を判断し、車両側の経時変化がある場合は、車両側の経時変化に合わせてデータ記録部２００で記録されている車両のサスペンションのパラメータを更新する機能を有するものである。
　パラメータ更新判断部４００の具体的な処理フローについては後述する。
　結果処理部５００は、パラメータ更新判断部４００で出力した応力の解析値に基づいて、閾値評価により車両の寿命を評価する機能を有するものである。
　結果処理部５００の具体的な処理フローについては後述する。
　また、車体１は、データ処理手段４０で出力した寿命評価結果を、車体１の運転者および地上の運行管理者やメンテナンス員などに通知する機能を有する結果出力手段６０を備えている。
　次に、図２～図８を用いて、本実施形態の寿命評価装置における、寿命状態を判定する具体的な処理フローについて説明する。
　なお、本実施形態では図１のＸ方向＋側に走行するとし、進行方向に対して先頭軸となる振動データ検出手段（１０ａ、１０ａ’）で検出した振動データ、および振動データ検出手段（１０ａ、１０ａ’）が備わった台車１６に設置されている応力データ検出手段５０ａを用いて台車１６の寿命を評価する場合を説明する。図１のＸ方向－側に走行する場合は、進行方向に対して先頭軸となる振動データ検出手段（１０ｂ、１０ｂ’）で検出した振動データ、および振動データ検出手段（１０ｂ、１０ｂ’）が備わった台車１６に設置されている応力データ検出手段５０ｂを用いて台車１６の寿命を評価する。
　また、本実施形態では振動データ検出手段（１０ａ、１０ａ’）には、上下方向の振動加速度を検出する加速度センサを用い、応力データ検出手段５０ａには、台車枠１１のひずみを検出し、検出したひずみから応力を算出可能なひずみゲージを用いた場合で説明する。
　図３は、図１の寿命評価装置におけるデータ分析部１００の処理手順を説明するフローチャートである。
　図３のフローチャートに基づく動作は以下のとおりである。本フローチャートではステップをＳで表示する。
　まず、ステップＳ１１１において、振動データ検出手段（１０ａ、１０ａ’）から、枕木方向の左右の軸箱１２でそれぞれ上下振動加速度を取得し、同時に、運行データ検出手段２０から走行位置、走行速度や乗車率などの運行データを取得する。
　次に、Ｓ１１２では、Ｓ１１１で取得した軸箱１２の上下振動加速度を２階積分して軸箱１２の上下振動変位を算出する。
　Ｓ１１３では、Ｓ１１１で取得した運行データから、走行区間の走行速度、曲線区間の場合は曲線半径などの路線条件、乗車率に応じた車体１の重量や重心位置などの乗車条件など、車両運動解析部３００での解析で必要な解析入力データを生成する。
　Ｓ１１４では、Ｓ１１２で算出した軸箱１２の上下振動変位データ、およびＳ１１３で生成した走行速度、路線条件や乗車条件などの解析入力データを車両運動解析部３００へ出力する。
　Ｓ１１１で取得した軸箱１２の上下振動加速度には、軌道２側が経時変化した場合に、経時変化に応じて振動加速度の振幅の大小や周波数などが変化する。そのため、常時、実測した軸箱１２の上下振動加速度を用いて推定を行うことで、軌道２側が経時変化した場合でも経時変化に応じて高精度に寿命を推定可能となる。
　図４は、図１の寿命評価装置における車両運動解析部３００の処理手順を説明するフローチャートである。
　図４のフローチャートに基づく動作は以下のとおりである。
　まず、Ｓ３１１において、データ分析部１００で出力した、軸箱１２の振動変位データおよび走行速度、路線条件や乗車条件などの解析入力データを取得する。
　次に、Ｓ３１２では、データ記録部２００で記録されている車両のサスペンションのパラメータを取得する。
　Ｓ３１３では、Ｓ３１１で取得した軸箱１２の振動変位データおよび走行速度、路線条件や乗車条件などの解析入力データ、およびＳ３１２で取得した車両のサスペンションのパラメータを用いて、車両運動解析を実施し、台車１６の指定部位における応力の解析値を算出する。車両運動解析については、軸箱１２の振動変位データ、走行速度、路線条件や乗車条件などの解析入力データおよび車両のサスペンションのパラメータから、台車１６の応力を計算できる方法であればよく、一般的なＦＥＭによる解析や、マルチボディダイナミクスによる解析などを用いることができる。また、応力を評価する台車１６の部位については、ユーザ側が任意に指定する部位であり、例えば静荷重試験などで高応力が発生した部位や、設計段階での強度解析で高応力が生じると予測された部位などを指定する。また、指定部位の数について制限はなく、最悪値が予測される１部位のみでも良いし、複数部位を指定しても良い。複数部位を指定した場合は、台車１６の指定部位の応力解析値は、指定した部位の数だけ算出される。
　解析を用いるため、実測ではセンサが配置できない隠蔽部を評価することができる。さらに、解析のため、センサの取付けコストなどの観点で評価部位の点数に制約が生じることがない、などのメリットがある。
　また、このとき、応力データ検出手段５０ａが取り付けられた部位の応力解析値も算出するようにする。
　Ｓ３１４では、Ｓ３１３で算出した台車１６の指定部位の応力解析値をパラメータ更新判断部４００へ出力する。
　次に、パラメータ更新判断部４００の処理フローについて、図５を用いて説明する。
　図５のフローチャートに基づく動作は以下のとおりである。
　まず、Ｓ４１１において、車両運動解析部３００で出力した台車１６の指定部位の応力解析値を取得する。
　次に、Ｓ４１２では、応力データ検出手段５０ａから、応力データ検出手段５０ａが取り付けられた部位の応力実測値を取得する。
　Ｓ４１３では、Ｓ４１１で取得した台車１６の指定部位の応力解析値のうち、応力データ検出手段５０ａが取り付けられた部位の応力解析値を取得し、応力解析値から応力ＰＳＤ（Ｐｏｗｅｒ　Ｓｐｅｃｔｒｕｍ　Ｄｅｎｓｉｔｙ）を算出する。ＰＳＤとは、単位周波数幅（１Ｈｚ幅）当たりのパワー値として表現するスペクトル関数である。
　さらに、同様に、Ｓ４１２で取得した、応力データ検出手段５０ａが取り付けられた部位の応力実測値から応力ＰＳＤの実測値を算出する。
　本実施形態の場合は、車両側の経時変化がない新製に近い状態では、図６Ａのように、応力ＰＳＤの実測値７２１と応力ＰＳＤの解析値７３１は概ね一致する。一方で、車両側の経時変化がある状態では、解析で用いている車両のサスペンションパラメータは新製状態での値であるため、応力ＰＳＤの解析値７３１は応力ＰＳＤの実測値７２1と乖離する。
　ここでは、図６Ａ，６Ｂに示すように、車両側の経時変化により所定の周波数帯９００において、応力ＰＳＤの実測値７２２は、応力ＰＳＤの解析値７３１よりも大きくなっている。
　Ｓ４１４では、図７Ａのように、応力ＰＳＤの解析値７３１と、応力ＰＳＤの実測値７２２との比である応力ＰＳＤ比率８２１を算出する。
　この応力ＰＳＤ比率８２１は、応力ＰＳＤの解析値７３１と応力ＰＳＤの実測値７２２を比較して、ＰＳＤが異なる周波数帯域やその度合いを表すものである。ここでは、図７Ａから明らかなように、ＰＳＤ比率８２１は、車両側の経時変化により、周波数帯９００で顕著に大きくなっている。なお、車両側の経時変化がない場合は、応力ＰＳＤ比率８２１は全周波数帯域で小さくなる。
　なお、データ分析部１００で実測した軸箱１２の振動加速度を積分した振動変位を解析入力に用いることで、解析値と実測値を同一時期かつ同一区間で比較できるため、軌道２側の経時変化による伝達特性の変化の影響を除去した上で、車両側の経時変化による伝達特性の変化による応力の変化のみを、応力ＰＳＤ比率８２１として抽出できる。
　Ｓ４１５では、図７Ａに示す、応力ＰＳＤ比率８２１を全周波数帯域で加算して得た総和８２２を、予め設定した閾値と比較する。閾値を超えている場合は、車両側の経時変化があると判断する。
　車両側の経時変化があると判断した場合、Ｓ４１６では、応力ＰＳＤ比率８２１の総和８２２が閾値以下となるように、つまり、応力ＰＳＤの解析値７３１と応力ＰＳＤの実測値７２２が一致するように、車両のサスペンションのパラメータを決定する。本実施形態では、軸箱支持ゴム１５のばね定数や、ヨーダンパ４の減衰係数、輪軸１３の車輪踏面勾配、空気ばね８のばね定数や減衰係数などを、経時変化の有無や経時変化の度合いに応じたパラメータに決定する。
　このように、車両側の経時変化の有無や経時変化の度合いに応じて解析に用いる車両のサスペンションのパラメータを更新することで、車両側が経時変化した場合でも推定精度を向上できる。
　Ｓ４１７では、Ｓ４１６で決定した車両のサスペンションのパラメータをデータ記録部２００へ出力して、データ記録部２００で記録されている車両のサスペンションのパラメータを更新する。
　Ｓ４１５にて閾値以下となった場合は、Ｓ４１８にて、指定部位の応力解析値を結果処理部５００へ出力する。
　次に、結果処理部５００の処理フローについて、図８を用いて説明する。
　図８のフローチャートに基づく動作は以下のとおりである。
　まず、Ｓ５１１において、パラメータ更新判断部４００で出力した台車１６の指定部位の応力解析値を取得する。
　次に、Ｓ５１２では、Ｓ５１１で取得した台車１６の指定部位の応力解析値、およびデータ記録部２００に記録された材料の疲労破壊までのＳ－Ｎ曲線に基づいて疲労状態を評価する。例えば、累積損傷則を用いて評価する。累積損傷則では、応力が時間の経過とともにランダムに変動する場合について、応力振幅σ１、σ２、・・・、σmの荷重が、ｎ１回、ｎ２回、・・・、nm回作用したとする。ここで、σ１、σ２、・・・、σmの荷重に対する材料の疲労破壊までの繰り返し回数を前記Ｓ－Ｎ曲線から読み取った値を、Ｎ１回、Ｎ２回、・・・、Ｎm回とする。このとき、累積損傷度Ｄは以下の式で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　一般的には、累積損傷度Ｄが１より大きければ疲労破壊し、Ｄが１より小さければ疲労破壊しないと判断する。
　Ｓ５１３では、Ｓ５１２で算出した累積損傷度Ｄを、予め設定した累積損傷度Ｄに対する閾値と比較する。閾値は、基準値１に対して任意の安全率を除した値である。
　Ｓ５１３にて累積損傷度Ｄが閾値以下の場合、Ｓ５１４で、疲労破壊は発生しないと判定する。
　Ｓ５１３にて累積損傷度Ｄが閾値を超える場合、Ｓ５１５で、疲労破壊が発生する可能性は高いと判定し、Ｓ５１６にて結果出力手段６０に警報信号を出力する。
　結果出力手段６０は、結果処理部５００から警報信号を受信すると、警報信号を、車上の運転者および地上の運行管理者やメンテナンス員などに周知の通信技術を用いて通知する。
　以下に、図９を参照して、先頭側となる輪軸１３の枕木方向の左右の軸箱１２で取得した上下方向の振動加速度を用いて台車１６の応力を推定できる原理を説明する。
　図９は、走行時における台車１６の応力発生時の主要な変形モードを模式的に示したものである。台車１６は枕木方向左右にそれぞれ配置された側梁（７０ａ、７０ｂ）と、前記側梁（７０ａ、７０ｂ）を接続する横梁（７１ａ、７１ｂ）で構成される。軸箱（８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ）は弾性要素（９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄ）を介して、側梁（７０ａ、７０ｂ）に取り付けられている。図９中の点線は変形前の形状であり、実線は変形後の形状である。
　台車１６が軌道２上を走行すると、軌道加振により台車１６に変形が生じて応力が発生する。このとき、図９に示すような側梁（７０ａ、７０ｂ）が逆方向にピッチング（図中Ｙ軸周りの回転）するような変形が生じ、側梁７０ａの軸箱８０ａ直上位置と、側梁７０ｂの軸箱８０ｂ直上位置で上下（図中Ｚ軸方向）逆方向に変位する。これは横梁（７１ａ、７１ｂ）が図中Ｙ軸を中心軸としてねじれることで発生する変形モードである。
　このとき、軸箱８０ａと軸箱８０ｂは上下逆方向に変位する。一般的な車両運動解析では、枕木方向片側の軸箱の振動加速度を取得して、前記振動加速度をもう一方の軸箱の振動加速度として代用して用いる場合がある。ただし、図９のような変形モードを再現するためには枕木方向の左右の軸箱それぞれの振動加速度を取得する必要がある。
　一方で、側梁７０ａ自体は剛体として変位しており弾性変形はほとんど生じていない。このことから、進行方向８００に対して先頭軸側の軸箱８０ａで取得した振動加速度を、台車１６の前軸と後軸の距離Ｌと走行速度Ｖによって定まる位相差Ｌ／Ｖだけ遅らせた波形を、進行方向８００に対して後軸側の軸箱８０ｃの振動加速度として代用することができる。
　側梁７０ｂについても同様に、進行方向８００に対して先頭軸側の軸箱８０ｂで取得した振動加速度を、台車１６の前軸と後軸の距離Ｌと走行速度Ｖによって定まる位相差Ｌ／Ｖだけ遅らせた波形を、進行方向８００に対して後軸側の軸箱８０ｄの振動加速度として代用することができる。
　以上より、先頭側となる輪軸１３の枕木方向の左右の軸箱１２で取得した上下方向の振動加速度を用いて台車１６の応力を推定できる。台車１６に備えられた軸箱（８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ）のうち、軸箱（８０ａ、８０ｂ）の上下方向の振動加速度のみ検出すれば良いため、センサ数を低減できるので導入コストやメンテナンスコストを削減できる。
　図１０～図１２を参照して、実施例２に係る寿命評価装置について説明する。なお、実施例１で説明した構成又は処理と同一の構成又は処理には、同一の符号を付して、その詳細な説明については省略し、実施例１と異なる点のみ以下で説明する。
　図１０は本実施形態に係る寿命評価装置のシステム構成を示す図である。
　本実施形態は、データ処理手段４０のうちパラメータ更新判断部４００について、パラメータの更新判断に用いる物理量を応力でなく振動加速度とした場合の構成であり、台車１６には応力データ検出手段（５０ａ、５０ｂ）の代わりに振動データ検出手段（７００ａ、７００ｂ）を配置する。振動データ検出手段（７００ａ、７００ｂ）の取付け位置は、台車１６の振動状態を把握できる部位であればよく、例えば台車枠１１の側梁７０などに取り付ける。振動加速度の場合、例えば加速度センサを用いることで、取付け箇所の塗装の除去や破損防止のための養生が必要なひずみゲージよりも容易に測定することができるので、センサ取付けの工数やメンテナンスコストを削減できる。
　なお、本実施形態では図１０のＸ方向＋側に走行するとし、進行方向に対して先頭軸となる振動データ検出手段（１０ａ、１０ａ’、７００ａ）で検出した振動データを用いて台車１６の寿命を評価する場合を説明する。また、図１０のＸ方向－側に走行する場合は、進行方向に対して先頭軸となる振動データ検出手段（１０ｂ、１０ｂ’、７００ｂ）で検出した振動データを用いて台車１６の寿命を評価する。
　図１１は、本実施形態の寿命評価装置における車両運動解析部３００ａの処理手順を説明するフローチャートである。
　図１１のフローチャートに基づく動作は以下のとおりである。
　まず、Ｓ３１１およびＳ３１２の処理については実施例１と同様である。
　次に、Ｓ３１３ａでは、Ｓ３１１およびＳ３１２で取得したデータを用いて、車両運動解析を実施し、振動データ検出手段７００ａの取付け位置での台車１６の振動加速度の解析値を算出する。さらに、実施例１と同様に、指定部位における応力の解析値を算出する。
　Ｓ３１４ａでは、Ｓ３１３ａで算出した振動データ検出手段７００ａの取付け位置での台車１６の振動加速度の解析値および指定部位の応力解析値を車両パラメータ更新判断部４００ａへ出力する。
　次に、パラメータ更新判断部４００ａの処理フローについて、図１２を用いて説明する。
　図１２のフローチャートに基づく動作は以下のとおりである。
　まず、Ｓ４１１ａにおいて、車両運動解析部３００ａで出力した台車１６の振動データ検出手段７００ａの取付け位置での振動加速度の解析値および指定部位の応力解析値を取得する。
　次に、Ｓ４１２ａでは、振動データ検出手段７００ａから、振動データ検出手段７００ａが取り付けられた部位の振動加速度の実測値を取得する。
　Ｓ４１３ａでは、Ｓ４１１ａで取得した台車１６の振動加速度から、振動加速度ＰＳＤの解析値を算出する。さらに、同様に、Ｓ４１２ａで取得した、振動加速度の実測値から振動加速度ＰＳＤの実測値を算出する。
　Ｓ４１４ａでは、振動加速度ＰＳＤの解析値と、振動加速度ＰＳＤの実測値との比である振動加速度ＰＳＤ比率を算出する。
　Ｓ４１５ａでは、振動加速度ＰＳＤ比率の総和を、予め設定した閾値と比較する。閾値を超えている場合は、車両側の経時変化があると判断する。
　Ｓ４１６ａでは、振動加速度ＰＳＤ比率が閾値以下となるように、車両のサスペンションのパラメータを決定する。
　Ｓ４１７およびＳ４１８の処理については、実施例１と同様である。
　以上のように、本実施例の寿命評価装置では、台車１６に取り付けた振動検出手段７００ａ、７００ｂにより、軌道２側又は車両側、もしくはその両者が経時変化しても、寿命を精度良く推定することが可能となる。
　また、上述の各実施例の形態は、予め決まった軌道２上を走行する車両（鉄道車両）だけでなく、同様の台車又はフレーム構造を有する建設機械、自動車および航空機などの車両にも同様に適用しても良い。同様の考え方で車両の寿命を少ないセンサで推定することが可能となり、同様の効果を得ることができる。
１　　：車体
２　　：軌道
４　　：ヨーダンパ
８　　：空気ばね
１０　：振動データ検出手段
１１　：台車枠
１２　：軸箱
１３　：輪軸
１４　：軸ばね装置
１５　：軸箱支持ゴム
１６　：台車
２０　：運行データ検出手段
４０　：データ処理手段
５０　：応力データ検出手段
６０　：結果出力手段
７０　：側梁
７１　：横梁
８０　：軸箱
９０　：弾性要素
１００：データ分析部
２００：データ記録部
３００：車両運動解析部
４００：パラメータ更新判断部
５００：結果処理部
８００：進行方向
 

Claims (8)

  1. 　軌道上を走行する鉄道車両の寿命を推定する評価装置において、
    　前記鉄道車両の先頭軸の枕木方向左右の軸箱加速度を検出する振動データ検出手段と、
    　前記鉄道車両の走行位置や走行速度などの情報を検出する運行データ検出手段
    と、
    　前記鉄道車両の台車の応力を検出する応力データ検出手段と、
    　車両運動解析により前記台車の応力分布を計算するデータ処理手段と
    を備え、
    　前記応力分布から寿命を推定することを特徴とする寿命評価装置。
  2. 　請求項１に記載の寿命評価装置であって、
    　前記振動データ検出手段が、前記鉄道車両の軸箱の上下方向の加速度を検出することを特徴とする寿命評価装置。
  3. 　請求項１又は２に記載の寿命評価装置であって、
    　前記データ処理手段において、前記鉄道車両のサスペンションのパラメータなどを記録するデータ記録部を有し、前記サスペンションのパラメータに基づいて前記データ処理手段で車両運動解析を行い、前記台車の寿命を推定することを特徴とする寿命評価装置。
  4. 　請求項１～３のいずれか１項に記載の寿命評価装置であって、
    　前記データ処理手段において、実測と解析の応力ＰＳＤ比率の総和が閾値を超える場合は、車両側の経時変化があると判断することを特徴とする寿命評価装置。
  5. 　請求項１～４のいずれか１項に記載の寿命評価装置であって、
    　前記データ処理手段において、車両側の経時変化があると判断した場合において、
    　前記応力データ検出手段で検出した台車の応力と、
    　前記データ処理手段で算出した台車の応力とのＰＳＤ比率に基づいて、
    　前記データ記録部に記録されたサスペンションのパラメータを更新することを特徴とする寿命評価装置。
  6. 　請求項１～５のいずれか１項に記載の寿命評価装置であって、
    　結果処理部を備え、
    　前記データ処理手段で算出した応力に基づいて算出した累積損傷度が閾値を超える場合は、寿命に近いと判定し、警報信号を出力することを特徴とする寿命評価装置。
  7. 　請求項１～６のいずれか１項に記載の寿命評価装置であって、
    　前記台車に振動データ検出手段を備え、
    　前記振動データ検出手段で検出した振動データに基づいて、
    　前記台車の寿命を推定することを特徴とする寿命評価装置。
  8. 　軌道上を走行する鉄道車両の寿命を推定する評価方法において、
    　振動データ検出手段が、前記鉄道車両の先頭軸の枕木方向左右の軸箱加速度を検出し、
    　運行データ検出手段が、前記鉄道車両の走行位置や走行速度などの情報を検出し、
    　応力データ検出手段が、前記鉄道車両の台車の応力を検出し、
    　データ処理手段が、車両運動解析により前記台車の応力分布を計算し、
    　前記応力分布から寿命を推定することを特徴とする寿命評価方法。
     
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