| 研究課題/領域番号 |
20K20964
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分18:材料力学、生産工学、設計工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
杉原 達哉 大阪大学, 工学研究科, 講師 (90637539)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2020年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
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| キーワード | トライボロジー / 摩擦 / 塑性変形 / 可視化 / 塑性学 / その場観察 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，特異なトライボ特性を発現する極限的に過酷な環境下における摩擦，すなわち極限摩擦の理解を目的に，「摩擦界面に生じる塑性境界層に着目した理論に基づくアプローチ」と「塑性流動現象をその場観察するためのコア技術構築」を両輪として研究を展開することで，極限摩擦現象のモデル化・理論の再構築を図るとともに，それらに基づいた新たなトライボロジー技術を構築することを目指す．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，摺動する材料に塑性変形が生じるほど過酷な条件下における摩擦，すなわち極限摩擦の理解を目的として，極限摩擦にともなう材料の塑性変形挙動の可視化手法の確立と，それに基づく極限摩擦現象のモデル化・理論化を試みた．そして，インデンタによる押し込み試験とPIV解析によるその場観察手法を構築し，極限摩擦の帰結として生じる『塑性境界層』に着目した検討を行った．その結果，塑性境界層における材料の変形挙動は，材料をビンガム塑性体としてモデル化することで記述できること，界面の摩擦状態については，ビンガムモデル中の粘性係数の値によって表現できることなどを明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は，極めて過酷な環境下における摩擦について，摩擦摺動にともなう材料の塑性変形挙動を可視化するとともに，摩擦摺動の帰結として生じる塑性変形場から逆問題的に界面の摩擦状態のモデル化を試みるという挑戦的な課題であり，極限環境下における摩擦現象そのものの深い理解を目指すという点において，学術的意義は極めて大きい．また，本研究で得られた知見は，摩擦摺動をともなう様々な分野の発展に貢献するものであり，極めて多大な社会的波及効果を有している．
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