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摩擦と滑りの物理

研究課題

研究課題/領域番号 17K05586
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 数理物理・物性基礎
研究機関青山学院大学

研究代表者

松川 宏  青山学院大学, 理工学部, 教授 (20192750)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード摩擦 / 前駆滑り / オイラー理論 / ベルトの摩擦 / 速度状態依存摩擦則 / アモントンークーロンの法則 / 粉体 / 濡れた砂 / ベルト / 摩擦則 / 最大静摩擦力 / アスペリティ / 階層性 / 乱れた粗い表面 / 滑り / 潤滑
研究成果の概要

最大静摩擦力以下の駆動力を加えた場合、マクロな系は静止していると一般には考えられているが、前駆滑りが起こる。速度依存性が非単調な動摩擦力を持つ粘弾性体ブロックに外力を加えた場合の前駆滑り、および定常滑りの様子を数値計算、解析計算により明らかにした。 円筒に巻き付くベルトの摩擦はオイラーによって考察され、今日その結果は広く使われている。その理論ではいくつかの重要な仮定を用いているが、仮定であるということすら認識されることはない。粘弾性体ブロックの前駆滑りの研究を通じてベルトも前駆滑りを起こすはずであり、それは系全体の摩擦の振る舞いに大きな影響を与えると考え、数値計算により予想通りの結果を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

一般的な認識とは異なり、最大静摩擦力以下の駆動力可でも前駆滑りが起こる、ということを解析的にも示すことができた意義は大きい。円筒に巻き付くベルトの摩擦は、ベルトドライブの様々な機械などで広く現れる重要な問題である。これまでオイラーの理論に基づく結果が広く信じられてきたが、それを拡張する結果を得られたことは実用的にも重要である。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件) 学会・シンポジウム開催 (2件)

  • [雑誌論文] Macroscopic Steady Slippage and Creep Motion in a System with Velocity-Dependent Friction Stress2019

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, T., & Matsukawa, H
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 88 号: 11 ページ: 114402-114402

    • DOI

      10.7566/jpsj.88.114402

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Friction Law Depends on the Scale2020

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi MATSUKAWA
    • 学会等名
      International Nanotriblogy Forum Chiang Rai, Thailand 2020 Atomic/Molecular Insights into Tribological Processes in memoriam Jacob Israelachvili
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 速度・状態依存摩擦則の導出と静摩擦力2019

    • 著者名/発表者名
      松川宏
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋期大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 濡らした砂の摩擦2019

    • 著者名/発表者名
      松川宏
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 乱れた粗い表面の静摩擦係数の理論2018

    • 著者名/発表者名
      松川 宏
    • 学会等名
      日本物理学会 第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Amontons' law between randomly rough surfaces2017

    • 著者名/発表者名
      松川 宏
    • 学会等名
      6th World Tribology Congress (WTC 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 謎は残る。砂の摩擦と膨張2017

    • 著者名/発表者名
      松川 宏
    • 学会等名
      電気通信大学ナノトライボロジー研究センター 第1回 シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Sliding Friction and Dilatancy of Wet Sand2017

    • 著者名/発表者名
      松川 宏
    • 学会等名
      サステイナブルトライボロジー会議2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 乱れた粗い表面の静摩擦係数の理論2017

    • 著者名/発表者名
      松川 宏
    • 学会等名
      トライボロジー会議2017秋
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] 数値解析と表面分析によるトライボロジーの解明と制御2018

    • 著者名/発表者名
      松川 宏 他全142名
    • 総ページ数
      1192
    • 出版者
      テクノシステム
    • ISBN
      9784924728806
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 青山学院大学理工学部松川研究室

    • URL

      http://www.phys.aoyama.ac.jp/~w3-matsu/Top.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] International Nanotriblogy Forum Chiang Rai, Thailand 2020 Atomic/Molecular Insights into Tribological Processes in memoriam Jacob Israelachvili2020

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] International Tribology Conference Sendai 20192019

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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