| 研究課題/領域番号 |
19K04285
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
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| 研究機関 | 徳山工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
鈴木 厚行 徳山工業高等専門学校, 機械電気工学科, 准教授 (40450142)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 超音波振動 / 衝撃吸収 / 高張力鋼板 / Blaha効果 / 樹脂 / 衝撃軽減 / 衝撃吸 / 軟化装置 / 交通事故 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では超音波振動を用いた物体軟化装置を開発し、衝撃吸収装置およびプレス成形機に応用する。超音波振動を金属などに加えると変形抵抗が減少するBlaha効果と呼ばれる現象が起きる。これまでの研究では、超音波振動を用いて高張力鋼板や炭素繊維強化プラスチックなどを軟化させることにより衝突による衝撃力が軽減することを示してきた。本研究では超音波振動による軟化現象に着目し、より効果的な軟化装置の実現を図る。また、これまで解明されてこなかった超音波振動による衝撃吸収特性を明らかにすると共に、超音波プレス成形機の開発など、超音波振動を用いた物体軟化装置の用途拡大を試みる。
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| 研究成果の概要 |
超音波振動を用いた物体軟化装置として衝撃軽減装置などを開発した。直径 40 mm の超音波振動子を用いて、高張力鋼板（ハイテン）や複数種類の樹脂に超音波振動を印加したときの変形特性や衝撃軽減特性などについて検討し、超音波振動によって変形抵抗や衝撃力が低減することを確かめた。例えばポリアセタールを試料として用いた場合、超音波振動の印加により約 10.5%衝撃力が低減した。また、実験条件によるが、ボンネット保持する機構を模した構造体に超音波振動を印加した状態でダミーヘッドを衝突させたとき、僅かであるが頭部損傷値が低減した。衝撃力が印加している瞬間の変形量を測定するシステムも構築した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
自動車が歩行者をはねる事故などでは十分に衝撃を吸収できないケースが多い。そこで、衝撃を受けた瞬間に車両を構成する素材に超音波振動を印加することで変形抵抗を低減させ、衝撃吸収度を向上させる方法を考案した。本研究では、高張力鋼板やさまざまな樹脂を変形試料として効果的に衝撃を吸収できる条件などについて検討した。これらの研究成果により、超音波振動による衝撃吸収装置を自動車などの乗り物や精密機器などへ応用できる可能性を示した。また、ダミーヘッドを用いた頭部損傷値の計測システムや衝撃吸収特性計測システムを構築し、超音波振動を用いた衝撃軽減・吸収装置の特性をより明らかにするための基礎が固まってきた。
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