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滑りと摩擦の物理

研究課題

研究課題/領域番号 22540398
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 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)

研究分担者 川口 高明  東邦大学, 医学部, 教授 (10273913)
大槻 道夫  島根大学, 総合理工学研究科(研究院), 講師 (30456751)
連携研究者 大槻 道夫  島根大学, 総合理工学研究科, 講師 (30456751)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
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)
2013年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2011年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2010年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード摩擦 / 潤滑 / 粉体 / 地震 / スティックスリップ / 冪乗則 / 物性基礎 / トライボロジー / 弾性体 / ピン止め
研究概要

弾性体の数値実験およびに解析計算により,静摩擦係数がアモントンの法則に従わず荷重とともに減少し,見かけの接触面積にも依存すること、この原因は最大静摩擦力以下で起こる局所的前駆滑りによるものであることを明らかにした。この結果は実験と矛盾しない。基盤間に挟まれた粉体の摩擦を離散要素法により調べ,そのスリップサイズの分布がある場合にはべき乗則に従うことなどを示した。また実験でも同様の結果を得た。数分子層の高分子潤滑剤の振る舞いを分子動力学法により調べ,潤滑剤分子集団の構造と摩擦の関係を明らかにした。バイオリンの弦と弓の摩擦と発する音の関係を実験および数値計算により明らかにした。

報告書

(5件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (65件)

すべて 2014 2013 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (23件) (うち査読あり 14件) 学会発表 (39件) (うち招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Directed Motion and Novel Dynamics of Interfacial Systems2014

    • 著者名/発表者名
      T. Kawaguchi and H. Matsukawa
    • 雑誌名

      Proc. of the 12th Asia Pacific Physics Conference, JPS Conf. Proc.

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Directed Motion and Novel Dynamics of Interfacial Systems2014

    • 著者名/発表者名
      T. Kawaguchi and H. Matsukawa
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: 1

    • DOI

      10.7566/jpscp.1.012059

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Systematic Breakdown of Amontons'Law of Friction for an Elastic Object Locally Obeying Amontons'Law2013

    • 著者名/発表者名
      M. Otsuki and H. Matsukawa
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 3

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Complex dynamics and directed transport of particles at a nanoscale interface2013

    • 著者名/発表者名
      T. Kawaguchi and H. Matsukawa
    • 雑誌名

      Proc. of the 4th Int. Symp. on Slow Dynamics in Complex Systems, ed. by M. Tokuyama and I. Oppenheim, AIP Conf. Proc.

      巻: 1518 ページ: 737-740

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 摩擦界面での局所前駆すべりとアモントン則の破れ2013

    • 著者名/発表者名
      大槻道夫,松川宏
    • 雑誌名

      トライボロジスト

      巻: 58 ページ: 57-64

    • NAID

      10031155659

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Nonequilibrium identities and response theory for dissipative particles2013

    • 著者名/発表者名
      H. Hayakawa and M. Otsuki
    • 雑誌名

      Phys. Rev.

      巻: E88

    • NAID

      120005343923

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Systematic Breakdown of Amontons’ Law of Friction for an Elastic Object Locally Obeying Amontons’ Law2013

    • 著者名/発表者名
      M. Otsuki and H. Matsukawa
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 3 号: 1

    • DOI

      10.1038/srep01586

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Complex dynamics and directed transport of particles at a nanoscale interface2013

    • 著者名/発表者名
      T. Kawaguchi and H. Matsukawa
    • 雑誌名

      AIP Conf. Proc.

      巻: 1518 ページ: 737-740

    • DOI

      10.1063/1.4794671

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] トライボロジー入門(V)―潤滑,及び摩擦研究の最近の話題―2012

    • 著者名/発表者名
      松川宏
    • 雑誌名

      日本画像学会誌

      巻: 51 ページ: 314-319

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] トライボロジー入門(IV)―原子・分子スケールの摩擦―2012

    • 著者名/発表者名
      松川宏
    • 雑誌名

      日本画像学会誌

      巻: 51 ページ: 223-230

    • NAID

      130004800840

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] トライボロジー入門(III)―マクロ系の摩擦(その2)―2012

    • 著者名/発表者名
      松川宏
    • 雑誌名

      日本画像学会誌

      巻: 51 ページ: 92-98

    • NAID

      130004484012

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Critical scaling of a jammed system after a quench of temperature2012

    • 著者名/発表者名
      M. Otsuki and H. Hayakawa
    • 雑誌名

      Phys. Rev.

      巻: E86

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rheology of sheared granular particles near jamming transition2012

    • 著者名/発表者名
      M. Otsuki and H. Hayakawa
    • 雑誌名

      Prog. Theor. Phys. Suppl.

      巻: 195 ページ: 129-138

    • NAID

      110009488989

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] トライボロジー入門(II)―マクロ系の摩擦(その1)―2011

    • 著者名/発表者名
      松川宏
    • 雑誌名

      日本画像学会誌

      巻: 50 ページ: 563-568

    • NAID

      130004800827

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] トライボロジー入門(I)―序論―2011

    • 著者名/発表者名
      松川宏
    • 雑誌名

      日本画像学会誌

      巻: 50 ページ: 475-482

    • NAID

      130004484000

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Critical scaling near jamming transition for frictional particles2011

    • 著者名/発表者名
      M. Otsuki and H. Hayakawa
    • 雑誌名

      Phys. Rev.

      巻: E83

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Protocol dependence of mechanical properties in granular systems2011

    • 著者名/発表者名
      S. Inagaki, M. Otsuki and S-i. Sasa
    • 雑誌名

      Euro. Phys. J.

      巻: E34

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] トライボロジー入門(I)-序論-2011

    • 著者名/発表者名
      松川宏
    • 雑誌名

      日本画像学会誌

      巻: 50 ページ: 475-482

    • NAID

      130004484000

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] トライボロジー入門(II)-マクロ系の摩擦(その1)-2011

    • 著者名/発表者名
      松川宏
    • 雑誌名

      日本画像学会誌

      巻: 50 ページ: 563-568

    • NAID

      130004800827

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] トライボロジー入門(III)-マクロ系の摩擦(その2)-2011

    • 著者名/発表者名
      松川宏
    • 雑誌名

      日本画像学会誌

      巻: 51 ページ: 92-98

    • NAID

      130004484012

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] Generalized Green-Kubo relation and integral fluctuation theorem for driven dissipative systems without microscopic time reversibility2010

    • 著者名/発表者名
      S.-H. Chong, M. Otsuki and H. Hayakawa
    • 雑誌名

      Phys. Rev.

      巻: E81

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonequilibrium liquid theory for sheared granular liquids2010

    • 著者名/発表者名
      H. Hayakawa, Song-Ho Chong and M. Otsuki
    • 雑誌名

      Proc. of IUTAM-ISIMM Symp. on Mathematical Modeling and Physical Instances of Granular Flow, ed. by J. D. Goddard,J. T. Jenkins and P. Govine, AIP Conf. Proc.

      巻: 1227 ページ: 19-30

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Divergence of pressure and viscosity for hard and soft granular materials2010

    • 著者名/発表者名
      M. Otsuki, H. Hayakawa and S. Luding
    • 雑誌名

      Prog. Theor. Phys. Suppl.

      巻: 184 ページ: 110-133

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 単一微小突起の接触・引き離し・せん断破壊による摩擦2014

    • 著者名/発表者名
      加藤弘気,松川宏,大槻道夫
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      平塚
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 弾性体の滑り摩擦における前駆滑りと摩擦係数III2014

    • 著者名/発表者名
      片野祐,角直広,前川覚,田所千治,中野健,大槻道夫,松川宏
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      平塚
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Science of Friction2014

    • 著者名/発表者名
      松川宏
    • 学会等名
      科学研究費特別推進研究「MEMSと実時間TEM観察によるナノメカニカル特性評価と応用展開」終了報告シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 摩擦の科学 ーミクロからマクロへー2014

    • 著者名/発表者名
      松川宏
    • 学会等名
      科学研究費特別推進研究「MEMSと実時間TEM観察によるナノメカニカル特性評価と応用展開」終了報告シンポジウ
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 摩擦の科学 ーミクロからマクロへー2014

    • 著者名/発表者名
      松川宏
    • 学会等名
      科学研究費特別推進研究「MEMSと実時間TEM観察によるナノメカニカル特性評価と応用展開」終了報告シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Numerical Experiments on the Dynamics of Sheared and Pulled-Off Single Actual Contact Point and Origin of Sliding Friction2013

    • 著者名/発表者名
      H. Kato, M. Otsuki and H. Matsukawa
    • 学会等名
      ACSIN-12 & ICSPM21
    • 発表場所
      Tsukuba
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 摩擦の法則と前駆滑り2013

    • 著者名/発表者名
      松川宏
    • 学会等名
      第5回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書 2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 弾性体のすべり摩擦実験における局所的前駆滑りとアモントン則の破れ2013

    • 著者名/発表者名
      片野祐,角直広,前川覚,田所千治,中野健,大槻道夫,松川宏
    • 学会等名
      トライボロジー会議2013秋
    • 発表場所
      福岡
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 剪断された2次元粉体におけるスリップサイズ分布のスケーリング則2013

    • 著者名/発表者名
      西尾幸祐,川瀬雄哉,大槻道夫,松川宏
    • 学会等名
      日本物理学会年秋季大会
    • 発表場所
      徳島
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 微小突起の接触・引き離し・せん断破壊、摩擦2013

    • 著者名/発表者名
      加藤弘気,大槻道夫,松川宏
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 弾性体の滑り摩擦における前駆滑りと摩擦係数II2013

    • 著者名/発表者名
      片野祐,角直広,前川覚,田所千治,中野健,大槻道夫,松川宏
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 固体表面におけるナノマシンのダイナミクス2013

    • 著者名/発表者名
      川口高明,松川宏
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 弾性体の滑り摩擦における前駆滑りと摩擦係数2013

    • 著者名/発表者名
      片野祐,角直広,前川覚,田所千治,中野健,大槻道夫,松川宏
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 弾性体の摩擦界面における局所滑りのパターン2013

    • 著者名/発表者名
      大槻道夫,松川宏
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 剪断されたナノスケール潤滑剤層の摩擦2013

    • 著者名/発表者名
      宇都宮翔,荒井賢,安土広志,松尾繁一,大槻道夫,松川宏
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 剪断弾性体でのアモントン則の破れと局所スリップの伝搬2012

    • 著者名/発表者名
      大槻道夫,松川宏
    • 学会等名
      トライボロジー会議2012年春
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 剪断弾性体における地震サイクル2012

    • 著者名/発表者名
      大槻道夫,松川宏
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] ヴァイオリンの弦の振動と弓との摩擦2012

    • 著者名/発表者名
      日下義規,野村健斗,大槻道夫,松川宏
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 回転型実験装置による粉粒体の摩擦実験とStick-Slip運動2012

    • 著者名/発表者名
      嵐博隆,大槻道夫,松川宏
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 線形滑り装置による粉粒体の摩擦実験2012

    • 著者名/発表者名
      片野祐,大槻道夫,松川宏
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 粉体の摩擦シミュレーション2012

    • 著者名/発表者名
      西尾幸祐,荒金孝太郎,大槻道夫,松川宏
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 剪断されたナノスケール潤滑剤層の計算機シミュレーション2012

    • 著者名/発表者名
      宇都宮翔,荒井賢,安土広志,松尾繁一,大槻道夫,松川宏
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 「ナノ界面の新奇なダイナミクスと摩擦・潤滑」現象2012

    • 著者名/発表者名
      川口高明,松川宏
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 摩擦、破壊、地震2012

    • 著者名/発表者名
      大槻道夫
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      西宮
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Breakdown of Amontons'Law of Friction in Sheared-Elastomer with Local Amontons'Friction2012

    • 著者名/発表者名
      H. Matsukawa and M. Otsuki
    • 学会等名
      APS March Meeting
    • 発表場所
      Boston
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Friction and stick-slip motion of granular materials ; experiment and simulation2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Matsukawa
    • 学会等名
      International Tribology Conference
    • 発表場所
      International Conference Center, Hiroshima(招待講演)
    • 年月日
      2011-11-01
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Propagation of rupture fronts at the interface between sheared-elastomers2011

    • 著者名/発表者名
      Michio Otsuki and Hiroshi Matsukawa
    • 学会等名
      International Tribology Conference
    • 発表場所
      Hiroshima
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Friction and stick-slip motion of granular materials; experiment and simulation2011

    • 著者名/発表者名
      H. Arashi, K. Aragane, S. Arai, K Nishio, M. Otsuki and H. Matsukawa
    • 学会等名
      International Tribology Conference
    • 発表場所
      Hiroshima
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] ピン止めとダイナミクスの多様性と普遍性2011

    • 著者名/発表者名
      松川宏
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] ナノ固体界面における摩擦及び潤滑現象2011

    • 著者名/発表者名
      川口高明,松川宏
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] ミクロな滑りとマクロな摩擦2011

    • 著者名/発表者名
      大槻道夫,松川宏
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Friction of granular materials ; experiment and simulation2010

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Matsukawa
    • 学会等名
      International Conference on Science of Friction 2010
    • 発表場所
      Nemunosato, Mie
    • 年月日
      2010-09-17
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Structure and firiction of lubricant film ; numerical study2010

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Matsukawa
    • 学会等名
      International Conference on Science of Friction 2010
    • 発表場所
      Nemunosato, Mie
    • 年月日
      2010-09-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Propagation of "slip-wave" and stick-slip motion in sliding friction based on sheared-elastomer model2010

    • 著者名/発表者名
      Michio Otsuki
    • 学会等名
      International Conference on Science of Friction 2010
    • 発表場所
      Nemunosato, Mie
    • 年月日
      2010-09-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Propagation of "slip-wave" and stick-slip motion in sliding friction based on sheared-elastomer model2010

    • 著者名/発表者名
      Michio Otsuki
    • 学会等名
      Contact and stick-slip dynamics in sliding friction
    • 発表場所
      Univ.of Tokyo, Hongo
    • 年月日
      2010-09-12
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Propagation of'slip-wave'and stick-slip motion in sliding friction based on sheared-elastomer model2010

    • 著者名/発表者名
      Michio Otsuki
    • 学会等名
      International Conference on Science of Friction 2010
    • 発表場所
      Mie
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Structure and friction of lubricant film; numerical study2010

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Matsukawa
    • 学会等名
      International Conference on Science of Friction 2010
    • 発表場所
      Mie
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Friction of granular materials; experiment and simulation2010

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Matsukawa
    • 学会等名
      International Conference on Science of Friction 2010
    • 発表場所
      Mie
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] ナノ潤滑現象のダイナミクス2010

    • 著者名/発表者名
      川口高明,松川宏
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [図書] 岩波講座物理の世界摩擦の物理2012

    • 著者名/発表者名
      松川宏
    • 総ページ数
      136
    • 出版者
      岩波書店
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [備考] 青山学院大学理工学部物理・数理学科松川研究室

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 青山学院大学理工学部物理・数理学科松川研究室

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2019-07-29  

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