| Project/Area Number |
23K03640
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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 | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
太田 浩之 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (30233141)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2025: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | 転がりトラクション / 線接触 / 等粘度－剛体領域 / 高圧粘度－剛体領域 / 弾性流体潤滑領域 / 潤滑領域 |
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| Outline of Research at the Start |
油潤滑された転がり機械要素を高速運転した場合に生ずる摩擦は，主に転がりトラクション（２物体が純転がりするときに油の粘性によって生ずる抵抗）によることが知られている．そのため，転がりトラクションの計算式がすでに多数提案されている．しかし，同一の運転条件であっても，使用する計算式によって，転がりトラクションの計算値が数倍程度異なるということが報告されている．
本研究では，転がりトラクションの実験とシミュレーションを行い，広い潤滑領域（等粘度剛体（IVR)，高圧粘度剛体（PVR)および弾性流体潤滑（EHL)領域）に対応する線接触下の転がりトラクションの計算式を統合的に構築する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，油潤滑下の線接触における等粘度-剛体（IVR）領域，高粘度-剛体（PVR）および弾性流体潤滑（EHL）領域の転がりトラクション（２物体が純転がりするときに油の粘性によって生ずる抵抗）の計算式を統合的に構築することを目的としている．本年度は，市販のソフトウエアTED/CPAによる転がりトラクション計算および二円筒試験機による転がりトラクションの測定を行った．そして，以下の結果を得た．
①測定で得た転がりトラクションの時間平均値FR AVGおよび接触問題解析プログラムTED/CPAによる転がりトラクションFR TED/CPAの計算値は，IVR，PVR領域では荷重Pの増加にともなって増える傾向があるが， EHL領域では荷重Pの影響をほとんど受けない．
②FR TED/CPA の計算値を曲線適合することで，等温条件下の転がりトラクションの計算式FR isoを導出した．さらに，FR isoに熱修正係数を乗ずることで，せん断発熱を考慮した転がりトラクションの計算式FR thermalを導出した．FR thermalの計算値は， IVR，PVRおよびEHL領域の全域でFR AVGの測定値とおおまかに一致する．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
今年度は，当初予定していた計画をすべて実行したことに加え，令和7年度に行う予定の転がりトラクションの計算式を前倒しで提示した．さらに，研究結果を国際誌に投稿し，令和6年5月号に掲載が決定されたたことから，「当初の予定以上に進んでいる．」と判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度，線接触における等粘度-剛体（IVR）領域，高粘度-剛体（PVR）および弾性流体潤滑（EHL）領域の転がりトラクションの計算式を提案した．円筒ころ軸受や円すいころ軸受などは，一般に線接触するとみなされているが，運転中はころのスキューが生ずることが知られている．このようなころのスキューが生じる場合の転がりトラクションを計算するためには，その基礎研究として，スキューした2円筒の転がりトラクションを詳しく解明する必要がある．そこで，次年度以降は，TED/CPAを用いて，スキューした2円筒の等温条件下の転がりトラクションの計算を行う．そして，TED/CPAの結果を曲線適合することで，スキューした2円筒の等温条件下の転がりトラクションの計算式の構築を目指す．
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