| Project/Area Number |
19K04154
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 18040:Machine elements and tribology-related
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| Research Institution | Saitama Institute of Technology |
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Principal Investigator |
Hase Alan 埼玉工業大学, 工学部, 准教授 (10552953)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | トライボロジー / アコースティックエミッション / in situ観察 / in situ計測 / 短時間周波数解析 / 摩擦・摩耗モード / 高確度化 / AE信号-トライボロジー特性マップ / リアルタイムSTFT / アブレシブ摩耗 / 目づまり / 凝着摩耗 / 摩擦特性 / 潤滑効果 / すべり帯 / 損傷評価 / センシング / 摩耗特性 / 摩擦・摩耗 / In situ観察 / インプロセス計測 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は，二つのアコースティックエミッション（AE：材料の変形・破壊時に生じる弾性応力波）センサを使用して，二固体各々のトライボロジー特性（摩擦・摩耗特性）を同時にリアルタイム計測するデュアルAEセンシングの計測・評価手法を確立することを目的とする．
様々な摩擦材料を使用して意図的に摩擦・摩耗モードを変化させ，摩擦界面をin situ観察（その場観察）しながらAE信号および摩擦力を計測し，現象と信号の対応付けを行う．AE信号解析には，予測分析や機械学習を導入して効率化を図るとともにデータベース化を行い，評価指針となるAE信号-トライボロジー特性マップと評価アルゴリズムを作成して実用化を目指す．
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| Outline of Final Research Achievements |
Two acoustic emission (AE: elastic stress waves generated by deformation and fracture of materials) sensors were attached to both friction materials in friction and wear experiments to establish a measurement and evaluation method using dual sensing of AE signals generated in friction systems, called dual AE sensing. Then, a database of AE signal features based on the results of in situ observations of various practical materials and friction conditions (e.g., lubrication and foreign particles) was constructed, and correlation maps between tribological properties and AE signals and evaluation algorithms to serve as evaluation guidelines were created. The dual AE sensing allows the tribological properties of two friction materials to be evaluated separately. This enables in situ measurement and evaluation of complex mixed friction and wear modes for each friction material, and allows for discussion of the causes of problems and material development from a new perspective.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
デュアルAEセンシングによって，二つの摩擦材料の各々のトライボロジー特性を別々に評価することができる．これによって，複雑に混在する摩擦・摩耗モードを摩擦材料ごとにその場計測（in situ計測）・評価でき，新たな視点で原因究明や材料開発などの議論ができるようになる．
本研究でバージョンアップした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，様々な分野でのトライボロジー現象のin situ計測・評価が可能になり，摩擦材料の状態監視（IoT化や知能化への応用）のみならず最適設計への視野が大きく広がる．
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