| 研究課題/領域番号 |
20K04349
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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 | 豊橋技術科学大学 |
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研究代表者 |
松原 真己 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40736427)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | X線CT / ゴム材料 / 制振材 / 動的X線CT / 損失係数 / ゴム / 高分子 / 振動 / 減衰特性 / 複合材料 / 粘弾性材料 / CT |
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| 研究開始時の研究の概要 |
従来，制振材としてゴムなどの粘弾性材料が用いられており，微粒子複合化によって減衰特性が変化・向上することが知られているが，そのメカニズムは未解明である．この現象理解には材料内部の構造を立体的に可視化できるX線断層撮影（X線CT）による観察が有用であるが，振動下における動的X線CTの実施例はない．そのために，本研究では断層撮影のタイミングを基に加振位相タイミングを制御できる定常加振試験装置を開発し，定常加振下における制振材の動的X線CT像取得を実現する．得られたX線CT像より微粒子／ゴム界面状態，ミクロなひずみ分布を観察することで振動減衰のメカニズムを解明する．
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| 研究成果の概要 |
ゴム材料は減衰材として利用されることから，動的粘弾性試験から得られる損失係数と微細構造の関係が明らかになることでより高性能な減衰材の開発に繋がると考えられる．本研究では動的X線CT手法を構築し，動的条件下の材料内部の変形挙動を直接評価する手法を確立することを目的とした．その結果，加振1Hz，空間分解能0.5μmにおける4D-CTを実現した．得られた各位相におけるX線CTから局所ひずみを求め，局所ひずみ振幅として変形挙動を評価した．配合条件によって局所ひずみ振幅の分布曲線が変化すること，微粒子複合に伴い局所ひずみ振幅の分布曲線のピークが下がり，分布が広域化することがわかった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
振動工学においては，制振材の減衰特性を実験的に評価し，解析モデルと実験式モデルを組み合わせたSemi-Physicalなモデルの構築に注力してきた．このとき，対象物を均質材料として考えており，取り扱いを簡易にしており，配合条件によるエネルギー散逸機構の違いを明確にできない．本研究では動的X線CTを用いることで「定常加振下における材料内部の微視的な変形挙動」を把握し，「エネルギー散逸の原因」および「配合条件と減衰特性の関係」を明らかにする．
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