2017 Fiscal Year Annual Research Report
Direct observation of frictional contacts during high-velocity slip
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16K13877
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
桑野 修 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 数理科学・先端技術研究分野, 研究員 (30511969)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 摩擦発熱 / 可視化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年の地震時の断層運動に匹敵するすべり速度1m/sオーダーで行われた高速摩擦実験から、地震時の高速すべりでは摩擦発熱が引き起こす様々な物理的過程により断層の摩擦抵抗が大きく低下することが示唆されている。本研究では高速すべり(1m/s)まで実現できる回転式摩擦試験機を用いて摩擦実験を行い、高い時間空間解像度の摩擦面その場観察によって、摩擦接触面の接触点分布、温度分布と巨視的な摩擦抵抗との間の定量的関係式の確立を目指す。平成29年度は、カラー高速度カメラの画像から温度計測をするための、二色温度法プログラムを作成し、標準光源を撮影して温度校正を実施した。二色比と温度の校正値はカメラの分光感度特性を考慮した理論曲線と良く一致した。前年度に構築した実験系で摩擦実験とその場観察を実施し、作成した二色温度法プログラムで摩擦接触面の温度分布を測定した。接触点の最高温度は常圧での試料の融点を越え2500℃程度まで上昇していたが、これは真実接触点が数GPa程度の高圧であることから説明できる。カラー高速度カメラを用いた二色法ではカバーできない1000度以下の温度を測定するために赤外線カメラによる計測を実施した。赤外線カメラで測定された温度は高くても約200度であり、二色温度法で得られた温度よりもはるかに低い。これは放射率や発熱点のサイズと赤外線カメラの画素分解能、時間分解能の効果で実際の温度よりも低く温度が推定された結果であるが、二色温度法ではこれらの影響を受けない。カラー高速度カメラと二色温度法による高い時空間解像度での温度測定の有効性が確認できた。
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Research Products
(2 results)
