2022 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Hysteresis Model of Dilatant Fluid by Deep Learning and Examination of Practicality as Shock Absorber Material
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20H02233
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
梶田 幸秀 九州大学, 工学研究院, 准教授 (10403940)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松田 泰治 九州大学, 工学研究院, 教授 (50264065)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ダイラタント流体 / 衝撃緩衝材 / 分離抑制 / 流体解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2022年度は，ダイラタント流体の分離に対する対策について検討を行うとともに，2021年度に実施した重錘落下実験のシミュレーション解析を実施した。
まず，ダイラタント流体（水溶き片栗粉）は，1日放置すると水と片栗粉に分離する。そこで過去の文献をふまえ，繊維素材として自然由来のココヤシ繊維，人工物であるナイロン繊維，粘性を高める素材として，自然由来の澱粉糊とポリビニルあるコースが主成分の化学糊の4つの混合材を用意し，ダイラタント流体の分離抑制性能および小球（0.53kg）の落下実験による荷重値より，澱粉糊を対象として，重錘（127kg）の落下実験を行った。その結果，荷重低減効果としては，対策をせずに1日放置し，水と片栗粉が分離したダイラタント流体が一番性能が良いことが判明した。
次に，重錘落下実験のシミュレーション解析としては，まずは，OpenFoamを用いた流体解析において，水に対し水を落下させる解析とダイラタント流体に見立てた粘性流体に水を落下させるシミュレーション解析を行った。現在は鉄球に見立てた剛体（直方体）を水に対し落下させるシミュレーション解析を行っている。水に対し剛体を落下させることはでき，容器底面の圧力より容器底面での力を算出することが出来ることは分かった。
また，別途，重錘落下実験において，重錘に取り付けたロードセルによる荷重－時間関係を入力値として，OpenSeesによるコンクリート梁の変形に対するシミュレーション解析を実施した。ダイラタント流体については過去の知見から2つの剛性をもつ荷重－変位関係をユーザーサブルーチンで作成することで対応し，解析を実施したところ，コンクリート梁の最大変位については推定可能であるが，主鉄筋のひずみについては，実験を大きく上回ることになり，さらなる検討が必要であることが分かった。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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