2015 Fiscal Year Annual Research Report
磁場印加デバイス内の疑似低重力場における月レゴリスの力学試験
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25420084
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
尾崎 伸吾 横浜国立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20408727)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山梨 裕希 横浜国立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70467059)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 設計工学 / 月面機器 / テラメカニクス / トライボロジー / 計算工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，機械工学と電気工学の双方の知見やアプローチ法を組み合わせることで，これまでに無い「月面環境下を模擬した室内力学試験法」を提案するものである．これまでに磁場印加デバイスのプロトタイプを完成させるとともに，供給電流量と疑似低重力の効果についてキャリブレーションを実施した．次に，コーティング鋼球をサンプルとして回転せん断試験を実施できるように，一連の実験手順を整理した．
最終年度は，これまでに構築した磁場印加デバイスに液体窒素を利用した冷却効果を組み込めるように改良し，低重力効果を30%アップすることに成功した．本デバイスを用いて系統的な回転せん断試験を実施し，疑似低重力空間内での界面すべり特性および内部せん断特性を測定するための室内力学試験法として確立した．また同時に，個別要素法解析を実施し，月面土壌（レゴリスシミュラント）－機械系の力学的相互作用に及ぼす低重力場の影響を一部明らかにした．本研究の目的である，『月面環境下におけるレゴリス－機械系の解析では，重力加速度の相似則を単純採用するだけで良いのか否か？に対しての解答を見出す』については以下のようにまとめられる．
①摩擦係数などの粒子間の相互作用に関するパラメータには重力影響はほとんどない．
②重力加速度の相似則を採用することにより，低重力場の影響は境界値問題の結果として自然に再現される．
③ただし，月面環境下においては，別途，高真空や静電気の影響などを考慮する必要がある．
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