2017 Fiscal Year Annual Research Report
Study on control of damping characteristics of damping rubber material with composite particles
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16K18041
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
松原 真己 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40736427)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 機械力学・制御 / 構造・機能材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は微粒子の複合化に伴う減衰特性変化のメカニズムを解明し、特定の周波数帯域において合成ゴムに匹敵、あるいはそれを超える減衰性能を有するバイオマス制振材の最適設計指針を確立を目的としている．最終年度の取り組みとしては配合条件による減衰特性への影響の継続的調査，減衰特性を再現できる数値解析モデルの構築を行った．得られた知見は以下の通りである．
（１）微粒子を複合化することで，減衰特性は大きくなる．また繊維状粒子の場合，粒子配向とひずみ振幅方向が一致する場合（0°配向），減衰特性はひずみ振幅に対して非線形性を有し，他の配合条件よりも減衰特性は大きくなる．
（２）繊維状微粒子が0°配向のときの損失係数を表現するため，摩擦散逸機構を有する構成モデルを提案した．このモデルは従来のモデルと異なり，摩擦散逸機構とマクスウェルモデルが各1要素ずつ並列で構成されており，パラメータ数が少ない．摩擦散逸機構のパラメータである垂直抗力が振幅の二乗に比例して変化するという条件を仮定することで，ひずみ振幅に対する非線形性を表現できることをした．
（３）引張荷重付与時における粒子界面をX線CTにより確認した．繊維状微粒子が0°配向のとき，繊維端において空孔が発生および成長が確認されたが，90°配向のときには確認することができなかった．繊維端における空孔の発生および成長は粒子／母材間の剥離が発生しており，界面摩擦の発生が可能であることを示している．
以上の結果から，繊維状微粒子の繊維配向に伴う非線形性の発現は粒子／母材間の剥離に起因するものであり，摩擦散逸機構を有する構成モデルで損失係数を表現できることを示した．しかしながら，形状・配向によらず減衰特性が大きくなるメカニズムについては未解明である．より詳細な減衰メカニズム解明には界面摩擦やひずみの局所化の観察が必要であり，今後取り組む予定である．
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Research Products
(3 results)
