Raspberry Pi 搭載型ハーバート硬さ試験機の適用可能性

Research Project

Project/Area Number	22K03823
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 18010:Mechanics of materials and materials-related
Research Institution	Gunma University
Principal Investigator	松原雅昭群馬大学, 大学院理工学府, 名誉教授 (10241861)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	鈴木良祐群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (10612400)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000) Fiscal Year 2024: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000) Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000) Fiscal Year 2022: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Keywords	硬さ試験 / 自由減衰振動 / 減衰定数 / 固有角振動数 / IoT / Raspberry Pi / Python
Outline of Research at the Start	「最も硬いものから、最も軟かいものまですべてにわたって、そしていろいろの目的にもよく適用できて、しかも同じスケールで表し得るようなもので、そのうえ十分な精度と感度と使い易さをもつような硬さ試験機」の実現を図る。このため、金属および非金属に適用でき、ドリルの刃先といった特殊形状にも対応可能であるハーバート硬さ試験機に着目する。本研究ではハーバート硬さ試験機の持つ特徴を活かしつつRaspberry Pi や無線加速度計を搭載した試験機を製作、オリジナル試験機にない「十分な精度と感度と使い易さ」を実現する。広範囲の材料および刃先のような特殊形状に対して新たな硬さ指標、マツバラ硬さの有効性を検証する。
Outline of Annual Research Achievements	令和4年度に製作したRaspberry Pi 搭載型ハーバート硬さ試験機において計測時にドリフトが生じていたので，この点を改善した。「いろいろの目的に適用可能であるか」の検討のひとつとして、刃物の刃先硬さ評価への適用可能性を検討するための予備試験に着手した。本試験機の特殊な応用例として，液体の粘度測定を試みた。 G7群馬高崎デジタル・技術大臣会合「デジタル技術展」および第13回おおた研究・開発フェアに開発した試験機を出展し，IoT化された試験機性能を披露した。総務省からの招待を受けて6月19～20日ルーマニア国クルジュ・ナポカ市で開催された「日ルーマニアイノベーションフォーラム」に参加し，現地のクルジュ・ナポカ工科大学およびバベス・ボリヤイ大学との間で本研究に関する国際共同研究の可能性について打ち合わせた。日本非破壊検査協会2023年度秋季講演大会および日本機械学会群馬ブロック研究・技術交流会2023において研究成果の学術発表を行った。 2023年度から本試験法が日本機械学会基準テーマに採択されたため，ハーバート振子硬さ試験法原案作成委員会を立ち上げ，ハーバート振子硬さ試験法原案作成に着手した。同学会内のISO・JIS・学会基準委員会より，本試験法のJIS化やISO化を目指すことを求められたことから，日本規格協会「ISO/TC 164対応国内委員会」と情報交換を行った。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 1: Research has progressed more than it was originally planned. Reason 日本機械学会基準テーマに採択されたため，令和5年4月よりハーバート振子硬さ試験法原案作成委員会を立ち上げ，ハーバート振子硬さ試験法原案作成に着手している。これは当初本研究計画に含まれていなかった項目であり，ハーバート振子硬さ試験に関する研究の今後の進展が期待できる。更に，同学会内のISO・JIS・学会基準委員会より，本試験法のJIS化やISO化を目指すことを求められたことから，日本規格協会「ISO/TC 164対応国内委員会」と情報交換を行っている。令和6年度にクルジュ・ナポカ工科大学のBorzan教授を群馬大学に招聘し，ハーバート振子硬さ試験に関する国際共同研究の可能性について具体的に協議する予定である。
Strategy for Future Research Activity	当初，本研究で計画していたマツバラ硬さが「既存の硬さ値と同じスケールで表し得るのか」および「硬い材料から軟らかい材料までかついろいろの目的に適用可能であるか」の実験的検討を継続して進める。ハーバート振子硬さ試験法原案作成委員会活動を通して，ハーバート振子硬さ試験法原案作成を進める。試験法のJIS化やISO化を念頭において，日本規格協会「ISO/TC 164対応国内委員会」と情報交換行いつつ試験法原案作成を進めることとする。クルジュ・ナポカ工科大学のBorzan教授とハーバート振子硬さ試験に関する国際共同研究について協議する。研究代表者らと関係の深いチェコ共和国オストラバ工科大学との間でも国際共同研究について協議する。