2019 Fiscal Year Annual Research Report
Invention of active morphing smart surface created by additive manufacturing
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17K14577
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
村島 基之 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (70779389)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | スマートサーフェス / 変形表面 / 摩擦制御 / 流体潤滑 / 機械学習 / 損傷部回避 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，表面が変形するという申請者が開発した新しい構造を用いることで，これまでにない能動的な摩擦制御を可能とするスマートサーフェス材料の創製を目的として実施されている．2019年度の研究では，本研究で開発したスマートサーフェスが一般的な工業製品に使用される潤滑油使用環境下においてどのような特性を発現するかを明らかにした．結果として，変形部の形状が凹形状の場合には平坦試験片の摩擦係数0.1よりも大きな摩擦係数0.16を示すことが明らかとなった．一方で，変形部の形状が凸形状となることでその摩擦係数は平坦試験片よりも小さな摩擦係数0.03まで減少することが明らかとなった．スマートサーフェスの表面変形により潤滑状態を変化させ摩擦係数を変化させることは研究当初より期待していた効果であるが，従来の表面よりも摩擦係数を低下させることも可能であることが示されたことで，開発中のスマートサーフェスの優れた性能が示された．また，摩擦面その場観察よりこの摩擦係数の低減は微量な油がメニスカス力や毛細管力により表面の凸部に凝集し良好な潤滑状態となったためと推察された．
「多数の変形部の独立制御による摩擦制御」に関しては，損傷部が複数個所ある場合に対して新規開発したアルゴリズムを適応した．結果として，損傷部が2か所の場合には高確率で損傷部を回避可能となるが，3か所の場合には完全な回避に至らない確率が高いことが実験より明らかとなった．この結果を数学的に考察したところ損傷部が3か所の場合には，実験前にランダムに生成される接触点パターンに回避に至らない物が多数含まれてしまうためであると推察された．したがって，損傷部が多い場合には，初期個体数を増やすことや初期のパターンに多くの種類が出現するように工夫することが重要であるとの設計指針が得られた．
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Research Products
(5 results)
