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Evaluation of Tribological Properties for Brake Friction Materials by High-speed In Situ Observation and AE Measurement

Research Project

Project/Area Number 16K18003
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Design engineering/Machine functional elements/Tribology
Research InstitutionSaitama Institute of Technology

Principal Investigator

Hase Alan  埼玉工業大学, 工学部, 准教授 (10552953)

Research Collaborator HANDA yuya  
SASAKI tasuku  
TAKAHASHI akira  
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2018: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywordsトライボロジー / アコースティックエミッション / ブレーキパッド / 可視化 / in situ観察 / 摩擦・摩耗特性 / 潤滑 / 高温環境 / 摩擦特性 / 摩耗特性 / 鋳鉄
Outline of Final Research Achievements

By linking the directly observed video images of the complex tribological phenomena (friction and wear phenomena) that occur at the brake friction interface with the measured quantitative data, the features of the acoustic emission (AE: elastic waves resulting from deformation and fracture of materials) signals corresponding to the phenomenon that appears due to the composition were clarified. In addition, the correlations between tribological properties and AE signals were revealed by visualizing the deformation and fracture processes that occur at the brake friction interface in the presence of water and lubricant or at high temperature environment. Furthermore, the correlation map of AE frequency spectra for brake friction materials was proposed.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

摩擦中のブレーキ摩擦材料の摩擦・摩耗特性を左右する諸因子(ブレーキパッド材料表層部の硬質粒子や金属繊維,ブレーキロータ材料内部の黒鉛および組織,摩擦界面に介在する水や潤滑剤など)の実挙動を可視化して得られた知見は,今後のブレーキ摩擦材料の開発に有用な情報となる.
本研究で得られたAE信号-トライボロジー特性マップなどの相関関係を活用することにより,AE計測を用いたブレーキ摩擦材料のインプロセスでの評価が可能になり,最適な配合比の決定やNV(騒音・振動)の問題解決などに応用できる.

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (34 results)

All 2019 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (27 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Visualization of the Tribological Behavior of Graphite in Cast Iron by In Situ Observations of Sliding Interfaces2019

    • Author(s)
      A. Hase
    • Journal Title

      Tribology International

      Volume: in press

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      A. Hase, K. Mizuta, Y. Nishizawa, K. Sugimoto, K. Okayama
    • Journal Title

      EuroBrake 2017

      Volume: EB2017-VDT-005 Pages: 1-14

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  • [Journal Article] Evaluation of Frictional Properties for Brake Pads Using High-speed In Situ Observation and Acoustic Emission Measurement Method2016

    • Author(s)
      A. Hase, K. Mizuta, Y. Nishizawa, K. Sugimoto, K. Okayama
    • Journal Title

      EuroBrake 2016

      Volume: EB2016-SVM-060 Pages: 1-9

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    • Author(s)
      長谷亜蘭
    • Journal Title

      埼玉工業大学工学部紀要

      Volume: 26 Pages: 13-18

    • NAID

      120006010633

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      長谷亜蘭
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      Hilton Long Beach (California, US)
    • Year and Date
      2017-03-27
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      A. Hase
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      Ramada Plaza Hotel (Jeju, Korea)
    • Year and Date
      2017-03-21
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      半田裕也,長谷亜蘭
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      2016年度自動車技術会関東支部学術研究講演会
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      日本大学(東京都千代田区)
    • Year and Date
      2017-03-08
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  • [Presentation] In situ観察・AE計測による摺動材料の摩擦界面で生じるトライボロジー現象の可視化研究2017

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      長谷亜蘭
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      2017年度自動車技術会秋季大会学術講演会
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      佐々木佑,長谷亜蘭
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      石井笙期,長谷亜蘭
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      第15回評価・診断に関するシンポジウム
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      あいち健康プラザ(愛知県知多郡)
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      東京大学 生産技術研究所(東京都目黒区)
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      2016-11-30
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      大御堂智,長谷亜蘭,三科博司,小林 晋
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      トライボロジー会議 2016秋 新潟
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      朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
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      2016-11-12
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      長谷亜蘭
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      第6回おおた研究・開発フェア
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      大田区産業プラザPiO(東京都大田区)
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      2016-10-07
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      長谷亜蘭
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      イノベーション・ジャパン2016~大学見本市&ビジネスマッチング~JSTショートプレゼン
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      東京ビックサイト(東京都江東区)
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      2016-08-26
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  • [Presentation] 金属移着膜の形成過程のインプロセス認識2016

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      第14回埼玉工業大学若手研究フォーラム
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      埼玉工業大学(埼玉県深谷市)
    • Year and Date
      2016-07-16
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  • [Presentation] In situ観察・AE計測法によるブレーキパッド材料の摩擦・摩耗メカニズムの調査2016

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      半田裕也,長谷亜蘭
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      第14回埼玉工業大学若手研究フォーラム
    • Place of Presentation
      埼玉工業大学(埼玉県深谷市)
    • Year and Date
      2016-07-16
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  • [Presentation] 高速in situ観察・AE計測法を用いたブレーキパッド材料のトライボロジー現象の可視化2016

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      長谷亜蘭,水田和甫,西澤幸男,杉本考司,岡山勝弥
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      日本機械学会第16回機素潤滑部門講演会
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      グランディア芳泉(福井県あわら市)
    • Year and Date
      2016-04-19
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  • [Book] 数値解析と表面分析によるトライボロジーの解明と制御2017

    • Author(s)
      長谷亜蘭(分担執筆,他141名)
    • Total Pages
      1192
    • Publisher
      株式会社テクノシステム
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  • [Remarks] 埼玉工業大学 長谷研究室(マイクロ・ナノ工学研究室)ホームページ

    • URL

      https://www.sit.ac.jp/user/alan_hase/

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  • [Remarks] 埼玉工業大学 長谷研究室(マイクロ・ナノ工学研究室)ホームページ

    • URL

      http://www.sit.ac.jp/user/alan_hase/index.html

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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