2015 Fiscal Year Annual Research Report
現物モデリングによる実験・計測融合マルチレベルトライボロジーシミュレータの開発
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25220901
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
宮本 明 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (50093076)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
畠山 望 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 准教授 (50312666)
鈴木 愛 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 准教授 (40463781)
三浦 隆治 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 助教 (00570897)
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| Project Period (FY) |
2013-05-31 – 2018-03-31
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| Keywords | トライボロジー / シミュレーション工学 / 表面・界面物性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
量子論に基づいてミクロとメソ、マクロを繋ぐ「マルチレベルトライボロジーシミュレータ」を世界に先駆けて開発してきたが、最近はトライボロジー分野の機器分析、計測試験方法が飛躍的に進歩している。しかしながら、実験の進歩が計算には十分には反映されず、また、理論・計算の進歩が十分には実験には反映されないなど、十分な協奏・シナジーが発揮されて来なかった。そこで、本研究では、これまで別々に進められてきた実験的手法と理論的・計算化学的な手法を融合した実験融合マルチレベル計算化学手法を、これも世界に先駆けて、トライボロジー分野において実現し、次世代自動車、医療機器など社会の期待が大きい技術に応用して、その有効性を実証する。さらに、実験・計測そのものをマルチレベルでリアルにシミュレーションするシームレスシミュレータの開発と合わせて、トライボロジーに係る研究開発手法を飛躍的に革新する。
１．実験トライボロジーで現れる実構造・本物構造のコンピュータモデリング手法の開発：ＳＴＭ、ＡＦＭ、ＳＥＭ、ＳＦＧ（和周波発生）分光、発光スペクトル、トライボエミッションの各シミュレータの開発と応用を進めた。
２．実構造・本物構造モデルからのトライボロジー物性の理論予測手法の開発：実機のトライボロジー挙動解析において重要な物性である、摩擦係数、粘弾性特性、破壊強度、電気伝導度の理論予測手法の開発を進めた。
３．原子レベルからの積み上げによるトライボ計測・トライボ試験結果予測手法の開発：ピンオンディスク、リングオンディスク、転がり摩擦試験、ボール通し試験の各トライボ計測・トライボ試験装置シミュレータの開発と応用を進めた。
４．原子レベルからの積み上げによるトライボ部品・トライボ機器摩擦・摩耗挙動予測手法の開発：自動車用エンジンのピストンリング、空調機器におけるシュー、化学機械研磨装置の摩擦・摩耗挙動を予測する手法を開発した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
年度当初に計画していた実施項目をすべて達成できたのみならず、各種製造業企業との共同研究への応用を通じてより高性能なシミュレーション手法に発展できたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
年度計画にしたがって実施していくが、進捗度に応じて、可能なものは前倒しして研究を進める。
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