2022 Fiscal Year Research-status Report
磁気粘性流体の粘度可変制御による衝撃吸収性能の最適化
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19K04846
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
渡辺 圭子 立命館大学, 理工学部, 教授 (80423599)
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2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 磁気粘性流体 / 衝撃吸収 / 鎖状構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまで、物体が磁気粘性流体に高速衝突した際の圧力波伝播挙動に着目して研究を実施し、磁場印加時に形成される鎖状構造が圧力波伝播挙動に影響を与えることが示唆された。しかし、磁気粘性流体は黒色の不透明流体であるため、その内部鎖状構造を観察することは非常に困難であるため詳細を検討することが困難であった。
そこで、低粒子濃度の磁気粘性流体を用い、形成される鎖状構造をデジタルマイクロスコープで観察し、印加する磁場強度と強磁性体粒子の粒子濃度が鎖状構造の形成に与える影響を調査した。その結果、強磁性体粒子は磁場印加方向に櫛目状に整列し、磁場強度の増加または粒子濃度の増加に伴い長く、太くなることが確認された。また、3 vol%以上の粒子濃度の磁気粘性流体では、磁場印加方向に強磁性体粒子が整列しているものの、粒子が網目状に絡み合い流体中が粒子で埋め尽くされることが確認された。
次に、磁気粘性流体に対し、指向性の高い超音波を入射する実験を行い、超音波伝播挙動に及ぼす鎖状構造の影響を調査した。その結果、超音波の進行方向に対して平行に磁場を印加した場合は、印加する磁場の増加に伴い、超音波伝播速度が上昇することが確認された。一方、垂直に磁場を印加した場合は、磁場の増加による超音波伝播速度の上昇は確認されず、鎖状構造が影響を与えないことが示唆された。
今年度得られた結果は、衝撃エネルギー吸収性能を最適化する際の印加磁場強度および粒子濃度の制御に関する有益な知見となる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究を進める中で新たな課題が見つかったため、当初予定していた進捗に影響が出たが、基礎的なデータの取得や検討を着実に進めることができたため、2023年度は最終目標を達成できるように研究を進めていく。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで取得した基礎データを用いて、衝撃吸収性能の最適化の検討に着手する。
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| Causes of Carryover |
COVID-19の影響で、実験研究に遅れが生じ、補助事業期間延長承認申請を行ったため次年度使用額が生じた。
2023年度は、当該研究に使用する消耗品類を中心に購入する予定であるが、内部構造の観察のための追加撮影費および学会発表等の研究成果発信（参加登録費・旅費）にも使用する予定である。
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