Development of Hysteresis Model of Dilatant Fluid by Deep Learning and Examination of Practicality as Shock Absorber Material
| Project/Area Number |
20H02233
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 22020:Structure engineering and earthquake engineering-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松田 泰治 九州大学, 工学研究院, 教授 (50264065)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2020: ¥9,880,000 (Direct Cost: ¥7,600,000、Indirect Cost: ¥2,280,000)
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| Keywords | ダイラタント流体 / 緩衝材 / 復元力特性 / 重錘落下実験 / 衝撃緩衝材 / 分離抑制 / 流体解析 / ダイラタント流体材料 / 深層学習 |
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| Outline of Research at the Start |
深層学習の技術を用いて，ダイラタント流体材料の荷重－変形関係を非線形動的応答解析で利用できる数学モデルに置き換え，作成した数学モデルが，主構造物が損傷するような状況でも適用可能かどうかをRCはりの実験結果のシミュレーションにより確認し，橋台と上部構造との衝突に着目した地震応答解析に適用して，ゴム製緩衝材との性能比較を行うことで，ダイラタント流体材料の落橋防止システム用緩衝材として実用性を検討する。
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| Outline of Final Research Achievements |
A weight drop experiment was conducted by placing dilatant fluid on a RC plate. Compared with the case of a natural rubber block, it was found that the dilatant fluid was more effective in absorbing the impact force when the kinetic energy of the weight was small. However, it cannot be denied that the amount of energy that can be absorbed is insufficient for use as a buffer material for a bridge fall prevention system in the event of a major earthquake, and further work is required for its use as a buffer material for bridges. In the numerical analysis, the maximum displacement of RC plates in the experiment was estimated by extrapolating the load-displacement model to OpenSees.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
ダイラタント流体を橋梁用緩衝材として用いるためには，ゴム製緩衝材に比べれば，エネルギ吸収量が不足していることが確認されたが，衝突エネルギーが小さい現象では，ゴム製緩衝材に比べて優れた衝撃力緩衝効果を有することを明らかにした。また，限られた実験の範囲内ではあるが，載荷時の荷重と変位の関係は物体の衝突速度にかかわらず2直線で表すことが出来ることを明らかにした。
ゴム製緩衝材と比べても費用は同等か安いものであり，また自然由来の原料しか用いていないため，廃棄したとしても環境に優しい材料であることは社会的には今後利活用される余地が残されているといえる。
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Report
(4 results)
Research Products
(4 results)
