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2022 年度 実績報告書

デュアルAEセンシングによるトライボロジー現象の高確度計測

研究課題

研究課題/領域番号 19K04154
研究機関埼玉工業大学

研究代表者

長谷 亜蘭  埼玉工業大学, 工学部, 准教授 (10552953)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードトライボロジー / アコースティックエミッション / in situ観察 / in situ計測 / 短時間周波数解析 / リアルタイムSTFT / 摩擦・摩耗モード / AE信号-トライボロジー特性マップ
研究実績の概要

本研究は,二つのアコースティックエミッション(AE)センサを使用して,二固体各々のトライボロジー特性を同時にリアルタイム計測するデュアルAEセンシングの計測・評価手法を確立することを目的とする.異なる機械的特性や表面性状の材料などを使用して,意図的に摩擦・摩耗モードを変化させる実験を実施し,摩擦界面を側方からin situ観察(その場観察)しながらAE信号および摩擦力を計測して,現象と信号の対応付けを行う.摩擦系としての値のみならず,材料各々のトライボロジー特性をin situ計測・評価できれば,摩擦材料の状態監視(IoT化や知能化への応用)および最適設計への視野が大きく広がると考える.
令和4年度は,令和元年度に構築したデュアルAEセンシング系を搭載した摩擦界面in situ観察・AE計測実験装置を用いて,主に金属材料および樹脂材料を用いた摩擦実験を遂行した.また,粒度の異なる研磨剤や粘度の異なる潤滑剤を用いて,摩擦・摩耗モードを経時的に変化させる実験を遂行した.その結果,各現象の変化に起因してAE信号の周波数スペクトルが変化することがわかった.ここでは,予測分析および機械学習を導入し,摩擦実験中に計測された膨大なデータを分析することで研究の効率化を図った.さらに,二つのAEセンサの特性が実験結果に影響しないかの検証実験を実施し,互いのセンサを交換しても傾向が変わらないことを確認した.異なる種類の樹脂材料を用いた実験で得られた知見を追加し,さらなるAE信号-トライボロジー特性マップのバージョンアップを行った.実験中に高速サンプリングで連続計測したAE信号原波形をリアルタイムで短時間周波数解析(STFT)することによって,摩擦・摩耗モードやトライボロジー特性の変化を高確度にin situ計測・評価できるようになった.

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 2件、 招待講演 6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Identification of Tribological Phenomena in Glass Grinding by Acoustic Emission Sensing2022

    • 著者名/発表者名
      K. Imai, A. Hase
    • 雑誌名

      Tribology Online

      巻: 17 ページ: 86-96

    • DOI

      10.2474/trol.17.86

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] AEセンシングを活用したプロアクティブメンテナンス2022

    • 著者名/発表者名
      長谷亜蘭
    • 雑誌名

      潤滑経済

      巻: 688 ページ: 2-7

  • [雑誌論文] 金属摩擦界面で起こるトライボロジー現象の可視化~見えない摩擦界面から生きた情報を得る技術~2022

    • 著者名/発表者名
      長谷亜蘭
    • 雑誌名

      熱処理

      巻: 62 ページ: 265-271

  • [学会発表] デュアルAEセンシングを用いたエンジニアリングプラスチックにおけるトライボロジー現象認識の検証実験2023

    • 著者名/発表者名
      飯島廉之,長谷亜蘭
    • 学会等名
      2022年度自動車技術会関東支部学術研究講演会
  • [学会発表] ブレーキ摩擦材におけるトライボロジー現象とAEセンシングの活用2023

    • 著者名/発表者名
      長谷亜蘭
    • 学会等名
      2022年度第1回摩耗研究会
  • [学会発表] Listening to Voice of Materials: Identification and Evaluation of Tribological Phenomena by Acoustic Emission Sensing2022

    • 著者名/発表者名
      A. Hase
    • 学会等名
      The 15th MIRAI Conference on Microfabrication and Green Technology (15th MIRAI, 2022)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Sensing technology for listening to "voice" of materials: Identification and evaluation of friction, wear, and lubrication phenomena by acoustic emission sensing2022

    • 著者名/発表者名
      A. Hase
    • 学会等名
      Sensors Research eConference 2022 (Sensors-eCon2022)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 電気接触を伴うトライボロジー現象のAEセンシング2022

    • 著者名/発表者名
      長谷亜蘭
    • 学会等名
      トライボロジー会議2022 春 東京
  • [学会発表] デュアルAEセンシングによるトライボロジー特性評価―摩擦界面における砥粒挙動のその場観察とAE信号変化―2022

    • 著者名/発表者名
      長谷亜蘭
    • 学会等名
      第20回埼玉工業大学若手研究フォーラム
  • [学会発表] 凝着摩耗における移着粒子生成過程のデュアルAEセンシング2022

    • 著者名/発表者名
      長谷亜蘭
    • 学会等名
      第20回埼玉工業大学若手研究フォーラム
  • [学会発表] デュアルAEセンシングによるトライボロジー現象認識の検証実験―エンジニアリングプラスチックへの適用―2022

    • 著者名/発表者名
      飯島廉之,長谷亜蘭
    • 学会等名
      第20回埼玉工業大学若手研究フォーラム
  • [学会発表] 砥粒表面におけるトライボロジー現象変化のデュアルAEセンシング2022

    • 著者名/発表者名
      長谷亜蘭
    • 学会等名
      2022年度砥粒加工学会
  • [学会発表] 表面で起こるトライボロジー諸現象のその場観察~摩擦面の“生き様”を見る研究事例~2022

    • 著者名/発表者名
      長谷亜蘭
    • 学会等名
      表面技術協会 第146回講演大会
    • 招待講演
  • [学会発表] デュアルAEセンシングによる表面移着過程のin situ計測2022

    • 著者名/発表者名
      長谷亜蘭
    • 学会等名
      表面技術協会 第146回講演大会
  • [学会発表] その場観察・デュアルAEセンシングによるトライボロジー現象の見える化2022

    • 著者名/発表者名
      長谷亜蘭
    • 学会等名
      イノベーション・ジャパン2022~大学見本市Online
  • [学会発表] 光学部品の生産技術に寄与するAEセンシングとトライボロジー2022

    • 著者名/発表者名
      長谷亜蘭
    • 学会等名
      第9回板橋オプトフォーラム
  • [学会発表] In Situ Diagnosis and Evaluation of Tribological Phenomena in Cutting and Abrasive Machining by Acoustic Emission Sensing2022

    • 著者名/発表者名
      A. Hase
    • 学会等名
      The 19th International Machine Tool Engineers' Conference
  • [学会発表] AEセンシングを用いた切削および砥粒加工で生じるトライボロジー現象のin situ診断・評価2022

    • 著者名/発表者名
      長谷亜蘭
    • 学会等名
      第19回国際工作機械技術者会議
  • [学会発表] 省エネルギー技術開発のためのトライボロジー・AEセンシング研究2022

    • 著者名/発表者名
      長谷亜蘭
    • 学会等名
      広島市産業振興センター 工業技術センター 省エネルギー材料研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 摩擦・摩耗試験における摩耗メカニズム判別のエッセンス~AEセンシングから何がわかるのか?~2022

    • 著者名/発表者名
      長谷亜蘭
    • 学会等名
      BRUKER トライボロジーウェビナー2022 ~ここでしか聞けない!AEセンシングのノウハウ~
    • 招待講演
  • [学会発表] 摩擦界面in situ観察・AEセンシングによるトライボロジー現象の可視化~金属・複合材料からゴム・プラスチック材料まで~2022

    • 著者名/発表者名
      長谷亜蘭
    • 学会等名
      日本ゴム協会 2022年度 秋季ゴム技術講習会
    • 招待講演
  • [備考] 埼玉工業大学 長谷研究室(マイクロ・ナノ工学研究室)ホームページ

    • URL

      https://www.sit.ac.jp/user/alan_hase/

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公開日: 2023-12-25  

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