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生体骨の力学的構造を応用した衝撃分散に優れた未来型複合材料の開発に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16560085
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関同志社大学

研究代表者

片山 傅生 (片山 傳生)  同志社大学, 工学部, 教授 (70161065)

研究分担者 山本 英毅  同志社大学, 工学部, 嘱託講師 (00270306)
研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2006年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2005年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2004年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード生体骨 / 海綿骨 / 固-液体複合構造 / バイオミメティックデザイン / 固-気体複合材料 / 動的荷重分散 / 有限要素法解析 / 固-流体複合構造
研究概要

本研究の目的はバイオミメティックデザインによる未来型新複合材料の開発設計である.全体の計画は生体骨の力学的機能の解明による具体的な設計方針の確立(基礎的研究1),未来型新複合材料の最適設計技術の開発(基礎的研究2),未来型新複合材料の成形加工技術の開発(応用的研究)である.基礎的研究1は申請者らの研究成果として達成された.つまり,研究費申請期間の研究計画は,基礎的研究2から応用的研究の段階に該当する.基礎的研究1の成果として申請者らが提唱した"固-気体複合材料"の実用化に向けて,数値解析技術,実験計測技術を独自開発することにより衝撃負荷に対する荷重分散性能を明らかにした.
平成16年4月1日〜平成19年3月31日の研究期間における具体的な研究実績は次の通りである.
1.未来型新複合材料の創製と動的荷重分散機能の評価として,(1).固-気体複合材料の創製(物品費:アルミハニカム等購入費適用)が実施され,(2).動的荷重分散機能の評価(物品費:ロードセル等購入費適用)が,高速衝撃試験機(同志社大学保有),衝撃分散多チャンネル計測装置(同志社大学保有)および高速変形撮影装置(同志社大学保有)を用いて検討された.
2.動的固-気体連成解析による機能最適設計法の開発として,(1).界面荷重伝達のモデル化,および(2).機能設計因子の影響解析が検討された.上記項目1.において得られた知見に基づき,構造の最適設計へ向けての多自由度の設計変数に対する設計データベースが構築された.
3.研究成果として,(1).国内学会:4件,(2).国際学会:2件による公表が実施された.

報告書

(4件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2007 2006 2004

すべて 雑誌論文 (18件)

  • [雑誌論文] バイオミメティックデザインによる荷重分散能に優れた固-気体複合材料の開発2007

    • 著者名/発表者名
      鎌田浩史, 山田真利, 田中和人, 片山傅生, 山本英毅
    • 雑誌名

      日本材料学会JCOM-36講演論文集 36

      ページ: 174-178

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of Solid-Air Composites for Load Dispersion by Biomimetic Design2007

    • 著者名/発表者名
      Kamada Koji, Yamada Masatoshi, Tanaka Kazuto, Katayama Tsutao, Yamamoto Hidetake
    • 雑誌名

      Proceedings Paper of JCOM-36, the Society of Materials Science Japan Vol.36

      ページ: 174-178

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] バイオミメティックデザインによる荷重分散能に優れた固-気体複合材料の開発2007

    • 著者名/発表者名
      鎌田浩史, 山田真利, 田中和人, 片山傳生, 山本英毅
    • 雑誌名

      日本材料学会JCOM-36講演論文集 36

      ページ: 174-178

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] バイオミメティックデザインによる高速衝撃荷重下の荷重分散能に優れた固-気体複合材料の開発2006

    • 著者名/発表者名
      田中和人, 鎌田浩史, 片山傅生
    • 雑誌名

      日本機械学会2006年度年次大会講演論文集 1

      ページ: 461-462

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of Solid-Air Composites by Biomimetics Superior in Load Dispersion Ability under Dynamic Loading Condition2006

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Kazuto, Kamada Koji, Katayama Tsutao
    • 雑誌名

      Proceedings Paper of Mechanical Engineering Congress 2006 Japan, the Japan Society of Mechanical Engineers Vol.1

      ページ: 461-462

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] バイオミメティックデザインによる高速衝撃荷重下の荷重分散能に優れた固-気体複合材料の開発2006

    • 著者名/発表者名
      田中和人, 鎌田浩史, 片山傳生
    • 雑誌名

      日本機械学会2006年度年次大会講演論文集 1

      ページ: 461-462

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 生体荷重支持構造からのバイオミメティック材料の提案(オステオンの層数と密度が構造強化に及ぼす影響)2004

    • 著者名/発表者名
      片山傅生, 山本英毅, 徳田周二
    • 雑誌名

      材料 53・9

      ページ: 944-949

    • NAID

      110006266351

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 皮質骨の荷重支持構造の静的軸圧縮挙動(層状骨とオステオン骨の変形・破壊)2004

    • 著者名/発表者名
      片山傅生, 山本英毅
    • 雑誌名

      日本臨床バイオメカニクス学会誌 25

      ページ: 37-42

    • NAID

      10014186341

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Static load dispersion analysis of solid-air composites (Effect of adhesive film on the load dispersion)2004

    • 著者名/発表者名
      片山傅生, 山本英毅, 井上睦, 三木正俊
    • 雑誌名

      J. of Materials Processing Technology 155

      ページ: 1551-1557

    • NAID

      110002302192

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Guidelines for the preparation of design concept of biomimetic composites2004

    • 著者名/発表者名
      片山傅生, 山本英毅, 徳田周二, 岸上裕
    • 雑誌名

      J. of Materials Processing Technology 155

      ページ: 1590-1595

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Proposal of Biomimetic Material from the Load Support Mechanism of Bone (Influence of Layer Number and Volume Fraction of Osteon on Structural Reinforcing).2004

    • 著者名/発表者名
      Katayama Tsutao, Yamamoto Hidetake, Tokuda Shuji
    • 雑誌名

      Journal of the Society of Materials Science Japan Vol.53,No.9

      ページ: 944-949

    • NAID

      110006266351

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Static Axial Compressive Behavior of Load Support Structure of Cortical Bone (Deformation and Fracture of Plexiform and Osteon Bone).2004

    • 著者名/発表者名
      Katayama Tsutao, Yamamoto Hidetake
    • 雑誌名

      Journal of the Japanese Society for Clinical Biomechanics Vol.25

      ページ: 37-42

    • NAID

      10014186341

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Static load dispersion analysis of solid-air composites (Effect of adhesive film on the load dispersion).2004

    • 著者名/発表者名
      Katayama Tsutao, Yamamoto Hidetake, Inoue Mutsumi, Miki Masatoshi
    • 雑誌名

      Journal of Materials Processing Technology Vol.155-156

      ページ: 1551-1557

    • NAID

      110002302192

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Guidelines for the preparation of design concept of biomimetic composites2004

    • 著者名/発表者名
      Katayama Tsutao, Yamamoto Hidetake, Tokuda Shuji, Kishigami Hiroshi
    • 雑誌名

      Journal of Materials Processing Technology Vol.155-156

      ページ: 1590-1595

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 生体荷重支持構造からのバイオミメティック材料の提案(オステオンの層数と密度が構造強化に及ぼす影響)2004

    • 著者名/発表者名
      片山傳生, 山本英毅, 徳田周二
    • 雑誌名

      材料 53・9

      ページ: 944-949

    • NAID

      110006266351

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 皮質骨の荷重支持構造の静的軸圧縮挙動(層状骨とオステオン骨の変形・破壊)2004

    • 著者名/発表者名
      片山傳生, 山本英毅, 徳田周二
    • 雑誌名

      日本臨床バイオメカニクス学会誌 25

      ページ: 37-42

    • NAID

      10014186341

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Static load dispersion analysis of solid-air composites (Effect of adhesive film on the load dispersion)2004

    • 著者名/発表者名
      片山傳生, 山本英毅, 井上睦, 三木正俊
    • 雑誌名

      J.of Materials Processing Technology 155

      ページ: 1551-1557

    • NAID

      110002302192

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Guidelines for the preparation of design concept of biomimetic composites2004

    • 著者名/発表者名
      片山傳生, 山本英毅, 徳田周二, 岸上裕
    • 雑誌名

      J.of Materials Processing Technology 155

      ページ: 1590-1595

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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