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Study on applicability of shock absorbing material for unseating prevention system of bridges by using dilatant fluid

Research Project

Project/Area Number 18K18886
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 22:Civil engineering and related fields
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

Kajita Yukihide  九州大学, 工学研究院, 准教授 (10403940)

Project Period (FY) 2018-06-29 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Keywordsダイラタント流体 / 水溶き片栗粉 / 重錘自由落下実験 / 天然ゴム / 衝撃力緩衝効果 / 緩衝材 / 横変位拘束構造 / 重錘落下実験
Outline of Final Research Achievements

We performed a weight dropping test on water-soluble starch as a dilatant fluid to confirm the shock absorbing effect. For comparison, we used natural rubber, which is often used in the field of bridges. The dilatant fluid has a shock-absorbing effect superior to that of natural rubber if the colliding object can be restrained in the fluid. But within the scope of this experiment, it was found that a dilatant fluid with a size three times or more larger than that if we install it to the real size bridges.
In the numerical analysis, OpenFoam was used, and the load on the bottom of the container when an water ball was dropped into water, which was an incompressible fluid, was reproducible, and the water surface shape was also reasonable.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ダイラタント流体は天然ゴムよりも安価であり,容器を工夫すれば任意の形状で設置できる。このダイラタント流体の衝撃力緩衝効果を定量的に把握することができれば,社会基盤施設の衝撃力緩衝材として活用できるのではないかと考えた。現時点では,実規模橋梁に対して用いるためには,天然ゴムの3倍以上のサイズが必要であることがわかった。そのため実橋梁に用いるためには,他の装置との併用などの対策も必要と考えられるが,橋桁よりももう少し重量が軽い構造物に対しては,十分な有用性があると考えているため,今後も引き続き検討していきたい。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2019 2018

All Journal Article (2 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] 落橋防止用緩衝材への適用を目指した ダイラタント流体材料に対する重錘落下実験2019

    • Author(s)
      矢部賢也,梶田幸秀,山崎智彦,松田泰治
    • Journal Title

      第22回橋梁等の耐震設計シンポジウム論文集

      Volume: 22

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] ダイラタント流体による落橋防止システム用緩衝材への適用を目指した重錘落下実験2019

    • Author(s)
      梶田幸秀,矢部賢也,宮本大輝,山崎智彦,松田泰治
    • Journal Title

      第12回構造物の衝撃問題に関するシンポジウム論文集

      Volume: 12

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ダイラタント流体材料の落橋防止システム用緩衝材への適用に関する基礎的検討2019

    • Author(s)
      矢部賢也
    • Organizer
      第74回土木学会年次学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Basic study on the application of dilatant materials to shock absorbers for unseating prevention structure systems2019

    • Author(s)
      Yukihide Kajita
    • Organizer
      The 5th workshop with NCREE and Kyushu University
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] ダイラタント流体の落橋防止システム用緩衝材への適用に関する基礎検討2018

    • Author(s)
      矢部賢也
    • Organizer
      平成30年度土木学会西部支部研究発表会
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-07-25   Modified: 2021-02-19  

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