新しいエネルギ消散方式を用いたダンパ要素特性の解析とダンパの開発研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14350121
• 研究機関: 関西大学
• 研究代表者: 岩壺 卓三 関西大学, 工学部, 教授 (00031097)
• キーワード: ダンパ / コロイダルダンパ / 非発熱ダンパ / 疎水性処理

研究概要

今年度の研究の目的はコロイダルダンパを設計し、理論的アイデアを製品として実現するための研究であった。そのために、コロイダルダンパの静的実験装置の設計製作をし、新しく購入した加振機を用いるための補助装置の製作をした。さらにシングルおよびダブル・コロイダルダンパーの実験装置の設計と製作を行った。静的実験装置を用いて、コロイダルダンパに適した効率の良い多孔質材料を実験的に見つけ出し、疎水多孔質材料の改良を行った。その結果以前に比べてn回目のヒステリシスは1回目の92〜93%と、疎水性処理を向上させることができ、さらに、エンドキャッピングの影響及び最適な疎水処理の分子の長さとシリカゲルの細孔直径の関係を明らかにした。この結果は次年度のベルギーの国際会議で発表する予定である[5]。
次に動特性実験装置を用いて設計パラメータの影響を明らかにし、その結果は昨年の米国で開催の国際会議で発表された[1]。次に、開発した多孔質材料の疎水性と強度の耐久性実験を行い、シリカゲルの構造と疎水処理が壊れることがないことを実証できた。
理論的研究ではシリカゲルのナノサイズの気孔の中での液体流の特徴を明らかにするための基礎研究を行い、Navier-Stokesの方程式を疎水処理の分子動力学作用の影響を入れて解析した。さらに従来の流体力学と分子動力学の関係パラメータ(滑り係数)を見つけ出し、滑り係数を計算するために、疎水表面の拡散係数の評価法を考えた。エネルギーバリアのモデルを用いて、コロイダルダンパの散逸を最高するために、疎水処理の最適な分子構造(炭素原子の最適数)を明らかにした。その結果、実験結果と理論解析結果が一致した。理論的な結果は今年の米国の国際会議及びELSEVIERのJournal of Colloid and Interface Scienceで発表する予定になる[4]。

研究成果

• [文献書誌] Suciu, C.V., Iwatsubo, T.: "Experimental Investigation of a Double Colloidal Damper"Proc.of the 10^<th> Asia-Pacific Vibration Conference. 2. 657-663 (2003)
• [文献書誌] Suciu, C.V., Iwatsubo, T.: "Novel Principle of Mechanical Energy Dissipation. Part 1 -Static Performances of Colloidal Damper"JSME International Journal, Series C. 47・1. 180-188 (2004)
• [文献書誌] Suciu, C.V., Iwatsubo, T.: "Novel Principle of Mechanical Energy Dissipation. Part 2 -Dynamic Performances of Colloidal Damper"JSME International Journal, Series C. 47・1. 189-198 (2004)
• [文献書誌] Suciu, C.V., Iwatsubo, T., et al.: "Investigation of the Water Flow into a Mesoporous Matrix from Hydrophobized Silica Gel"The 5^<th> International ASME Symposium, July, San Diego, USA. (2004)
• [文献書誌] Suciu, C.V., Iwatsubo, T.et al.: "Effect of the Structure of the Hydrophobized Mesoporous Silica Gel on the Colloidal Damper Hysteresis"International Conference on Noise and Vibration Engineering, September, Belgium. (2004)