2014 Fiscal Year Annual Research Report
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23560153
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
京極 啓史 東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (70153236)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
桃園 聡 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (70262300)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2015-03-31
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| Keywords | 粗面 / 接触 / すき間 / 流量係数 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
液中の接触や混合潤滑において，軽微な接触では従来の混合潤滑理論が適用可能であるが、実表面の粗さや中高圧下，あるいは弾性率の低い材料の接触においては，従来の混合潤滑理論が成立しないと言われている。その理由として，従来の混合潤滑理論で採用されている独立した突起群の接触という仮定が成立しなくなり，突起間の相互作用が生じるなど理論と実際の現象との間に乖離が生じるためである。このことは表面間のすき間の流れにも影響し，特に密封装置のような高接触状態で用いられる機械要素の性能を評価する上で重要な工学上の課題と考えられる。本研究では，このような高接触率条件での粗面接触問題とすき間流れの解明を目的としている。
本研究では、全反射法による高接触率条件での接触面積および色素法によるすき間の測定と，一定の圧力勾配を与えた際のすき間を流れる流量の測定を行い、同時に非線形有限要素解析によるランダム粗面の接触解析と、すき間内の流体潤滑を連成させる数値解析について，非ガウス粗面の形状パラメータなどの影響について解析を行った。最終年度では，前年度までに作成した装置と解析ソフトを用いて実験および解析を行った。
それらによると，すき間流量と荷重との関係において，表面粗さの形状パラメータの影響は実験的には大きく現れるが，解析ではそれほど差は見られなかった。
最終年度では、更にすき間の測定をより詳細にするため，２分割フォトダイオードを用いた形状測定装置を製作し、接触状態の観察を行ったがこちらについては測定できるところまで至っておらず、今後の課題として残された。
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