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Development of Hysteresis Model of Dilatant Fluid by Deep Learning and Examination of Practicality as Shock Absorber Material

Research Project

Project/Area Number 20H02233
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 22020:Structure engineering and earthquake engineering-related
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

Kajita Yukihide  九州大学, 工学研究院, 准教授 (10403940)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松田 泰治  九州大学, 工学研究院, 教授 (50264065)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2020: ¥9,880,000 (Direct Cost: ¥7,600,000、Indirect Cost: ¥2,280,000)
Keywordsダイラタント流体 / 緩衝材 / 復元力特性 / 重錘落下実験 / 衝撃緩衝材 / 分離抑制 / 流体解析 / ダイラタント流体材料 / 深層学習
Outline of Research at the Start

深層学習の技術を用いて,ダイラタント流体材料の荷重-変形関係を非線形動的応答解析で利用できる数学モデルに置き換え,作成した数学モデルが,主構造物が損傷するような状況でも適用可能かどうかをRCはりの実験結果のシミュレーションにより確認し,橋台と上部構造との衝突に着目した地震応答解析に適用して,ゴム製緩衝材との性能比較を行うことで,ダイラタント流体材料の落橋防止システム用緩衝材として実用性を検討する。

Outline of Final Research Achievements

A weight drop experiment was conducted by placing dilatant fluid on a RC plate. Compared with the case of a natural rubber block, it was found that the dilatant fluid was more effective in absorbing the impact force when the kinetic energy of the weight was small. However, it cannot be denied that the amount of energy that can be absorbed is insufficient for use as a buffer material for a bridge fall prevention system in the event of a major earthquake, and further work is required for its use as a buffer material for bridges. In the numerical analysis, the maximum displacement of RC plates in the experiment was estimated by extrapolating the load-displacement model to OpenSees.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ダイラタント流体を橋梁用緩衝材として用いるためには,ゴム製緩衝材に比べれば,エネルギ吸収量が不足していることが確認されたが,衝突エネルギーが小さい現象では,ゴム製緩衝材に比べて優れた衝撃力緩衝効果を有することを明らかにした。また,限られた実験の範囲内ではあるが,載荷時の荷重と変位の関係は物体の衝突速度にかかわらず2直線で表すことが出来ることを明らかにした。
ゴム製緩衝材と比べても費用は同等か安いものであり,また自然由来の原料しか用いていないため,廃棄したとしても環境に優しい材料であることは社会的には今後利活用される余地が残されているといえる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2023 2022 2021

All Presentation (4 results)

  • [Presentation] 水溶き片栗粉の分離に着目したRC板に対する重錘落下実験2023

    • Author(s)
      松浦克典,梶田幸秀,松田泰治,山崎智彦
    • Organizer
      2022年度土木学会西部支部研究発表会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ダイラタント流体を緩衝材としたRC板に対する重錘落下実験と数値解析2022

    • Author(s)
      今泉壮真,梶田幸秀,松田泰治,山崎智彦
    • Organizer
      2022年度土木学会年次学術講演会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ダイラタント流体を緩衝材としたRC板に対する重錘落下実験2021

    • Author(s)
      今泉壮真
    • Organizer
      令和3年度土木学会西部支部研究発表会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 重鎮落下試験結果によるダイラタント流体の剛性に関する一考察2021

    • Author(s)
      志賀弘健
    • Organizer
      令和2年度土木学会西部支部研究発表会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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