| 研究概要 |
機能表面の例として,ISOでプラトー部粗さ,谷部粗さ,およびプラトー率からなる3つのパラメータによって規定される二層構造の特徴を持ち,多くの実働機械のすべり接触面に形成されるトランケーション面を対象として,接触特性との関係を明らかにすることを目的に,数値計算による直接的な接触解析,及び全反射光を利用した真実接触部観察実験を行った.
数値接触解析では,プラトー部粗さ,谷部粗さ,プラトー率が真実接触面積に及ぼす影響を検討するために,これらのパラメータを任意に定めてトランケーション面を模擬生成する手法を開発し,生成した表面輪郭を用いて数値計算による3次元弾性接触解析を行った.結果として,プラトー率の増加に対して真実接触面積は,本解析の条件においては,プラトー率が20%程度に増加するまでに大きく増加し,その後なだらかに増加して,60%以上ではプラトー率にかかわらずほぼ一定になることが分かった.さらに,トランケーション面接触時の真実接触面積に対してはプラトー部粗さが大きく影響し,プラトー部粗さがトランケーション面の接触特性を考える上で有効なパラメータである可能性を示した.
接触部観察実験では,プラトー率が真実接触面積に与える影響について調べるために,プラトー率の異なる粗さをつけた試験片を製作して,真実接触面積の測定を行った.本実験より,プラトー率がある程度まで大きくなるとプラトー率は真実接触面積に影響しないことを示す結果が得られ,数値接触解析により得られた知見の信頼性を確認した.
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