| Project/Area Number |
21K03833
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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 | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
Maegawa Satoru 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90637406)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | ソフトマテリアル / ゴム / ヒステリシス摩擦 / 摩擦制御 / スティックスリップ / 接触面観察 / トライボロジー / 硬質粒子 / 摩擦力制御 / 機械設計 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，フレキシブル材料の内部構造設計（剛性や密度の空間分布を設計すること）に基づいてヒステリシス摩擦力の新たな制御技術を提案する．具体的には，剛性や密度の空間分布の不均一性により発現するヒステリシス摩擦増減効果の理論的および実験的なバックグランドを整備して，フレキシブル材料の新しいトライボ設計技術の確立を目指す．本研究のコアとなるヒステリシス摩擦増減効果については数値解析をベースとした申請者の過去の研究により検証済であり，本研究ではモデル試験片を用いた実験と数値解析によりその理論的根拠の提示および設計技術への落とし込みを目指す．
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| Outline of Final Research Achievements |
When a viscoelastic material such as rubber slides on a hard rough surface, the deformation resistance generated when the rough surface asperities deform the rubber appears as hysteresis friction force. Generally, for designing hysteresis friction force, tanδ (it is a physical quantity indicating whether the elastic or viscous property is dominant and, expressed as the ratio of storage elastic modulus to loss elastic modulus of the rubber material) is often focused on as designing parameter. On the other hand, this study demonstrates through numerical simulations and experiments that hysteresis friction force can be designed from a different perspective from the conventional control of viscoelastic properties by imparting stiffness and density distributions near the surface of the rubber material.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究の学術的意義は，フレキシブル材料の摩擦設計の定量化に向けた技術的なブレークスルーを与えることである．バルクの剛性分布付与を摩擦制御に積極的に利用する本手法では，体系化された構造力学の既存知識（非線形FEM技術なども含む）をフルに活用できるうえに，3Dプリンタなどの最先端のバルク材料創製技術との融合により既往の縛りから解放された新しい発想のもとで摩擦力の定量設計が可能になると期待される．
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