2021 Fiscal Year Annual Research Report
塑性境界層に着目した極限摩擦理論の再構築とその応用
| Project/Area Number |
20K20964
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
杉原 達哉 大阪大学, 工学研究科, 講師 (90637539)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2022-03-31
|
| Keywords | トライボロジー / 塑性学 / その場観察 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
過酷な条件下における摩擦，すなわち極限摩擦は，一般的なCoulomb-Amontonの摩擦法則には従わず，その特異なトライボ特性の解明と，それらを定量的かつ統一的に示すモデルの構築が強く求められている．本研究では，この問題を解決するために，摩擦界面近傍における材料の塑性流動現象，特に摩擦界面近傍層に形成される「塑性境界層」に着目した検討を行うとともに，塑性境界層における動的挙動の定量的な評価を可能とするため，PIV法を援用した材料の塑性流動現象のin-situ観察手法の確立を図ることを目的としている．
当該年度においては，昨年度までに構築したくさび状インデンタを用いたin-situ観察手法の構築を活用し，摩擦摺動にともなって生じる塑性境界層について，材料をBingham粘塑性体であると仮定した際の理論解を導出し，実験結果との比較を行った結果，界面の摩擦状態の特徴をBingham粘塑性体モデル中の粘性項をパラメータとして記述できる可能性を示唆した．
さらに，より微視的な塑性変形挙動である「表面積拡大率分布」に着目し，上記のその場観察装置によるを援用することによって，接触面における表面積拡大率分布の可視化・定量化手法を確立した．さらに，接触状態を強制的に変化可能な溝付きインデンタを用いた実験を行うことによって，表面積拡大率分布の獲得によって界面における凝着力分布の推定が可能であることを明らかにした．
|
