温度・載荷経路への依存性を中心としたゴムの力学特性の把握とそのモデル化

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K06465
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造工学・地震工学・維持管理工学
• 研究機関: 山梨大学
• 研究代表者: 吉田 純司 山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (90345695)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: ゴム材料 / 免震構造 / 積層ゴム支承 / 構成則 / 材料試験

研究成果の概要

本研究では，免震用のゴム材料を対象とし，力学特性の温度や載荷経路に関する依存性を把握するための試験装置を開発し，それを用いて体系的な材料試験を行った．また，得られた実験結果を用いて，ゴムの力学特性のモデル化を行った．最後に，小型の積層ゴム支承を対象として，支承の三軸載荷実験および免震橋梁を模擬したハイブリッド地震応答載荷実験を行い，モデルを用いた解析結果と比較することで妥当性を検証した．

自由記述の分野

耐震工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

ゴム材料は，幅広い分野で工業部材として応用されており，部材の精度の高い性能予測が期待されている．本研究では，熱粘弾塑性-ダメージモデルなどの複雑な構成則を用いることを前提に，ゴムの上述した依存性を体系的に把握するための試験装置を開発し，ゴムの力学特性の速度，最大変形，温度等に対する依存性を把握した．さらに，研究代表者らが既往の研究で提案した超弾性‐粘弾塑性ダメージモデルを適用したところ，実験結果を比較的精度良く再現できることがわかった．今後は，本研究で得られた実験データやモデルを用いた数値解析により，ゴムを応用した構造部材の精緻な力学特性の予測が可能になるものと期待している．