2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of physical wear progress model of a largely deformed rolling contact body and the proposal for improvement of wear
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16K06049
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| Research Institution | Kogakuin University |
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Principal Investigator |
中島 幸雄 工学院大学, 先進工学部, 教授 (10594070)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 摩耗モデル / タイヤ / 摩耗進展 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成30年度は、平成28、29年度に開発した接触する大変形回転体における解析的摩耗モデルに関して、次の内容を進展させた：①路面凹凸（道面の複雑性）に関して摩擦係数の接触圧力依存性への影響を検討する、②接触圧力分布、路面凹凸を考慮した摩耗エネルギ計算法を開発する、③摩耗モデルを用いた改良手法を提案する。そして、その成果を複数の学会で発表した。
①については、Archardの多重接触理論を用いて検討した。理論によれば、路面の複雑性が増すにつれて摩擦係数の接触圧力依存性が小さくなる。そこで、複雑性を変えた３種の路面を作成し、ゴムの摩擦係数の接触圧力依存性を計測し多重接触理論と比較した。３種類の路面の摩擦係数の接触圧力依存性は多重接触理論と同様に路面の複雑性が増すと、摩擦係数の接触圧力依存性が小さくなった。そして、その接触圧力依存性は実接地面積の接触圧力依存性と定性的に一致した。
②については、実接地面積の接触圧力依存性を有限要素法を用いて予測することにより、任意の路面の摩擦係数の接触圧力依存性を定性的に推定できることが分かった。本手法で予測した摩擦係数の接触圧力依存性を平成28、29年度に開発した接触する大変形回転体における解析的摩耗モデルに組み込んだ。
③については、摩耗進展モデルを用いてタイヤの摩耗を改善する設計要因の検討を行った。タイヤ摩耗の理想の姿は隣のリブとの摩耗段差が小さいこと、偏摩耗したリブの摩耗エネルギが小さいことである。偏摩耗の改善にはトレッドの弾性係数を増加させる、タイヤ中心とエッジ部の径差を減少させる、もしくはトレッドの厚みを薄くするという手段が有効であることを明らかにした。この結論は従来知見と合致しており本モデルの有効性が確認された。
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