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2022 年度 研究成果報告書

異なる2種の材料試験を利用した高効率なゴムの大変形応力緩和試験法の開発

研究課題

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研究課題/領域番号 20K04162
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分18010:材料力学および機械材料関連
研究機関琉球大学

研究代表者

藤川 正毅  琉球大学, 工学部, 准教授 (70549047)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードゴム / 応力緩和履歴 / 予測 / 動的粘弾性試験 / 分数階微分モデル
研究成果の概要

動的粘弾性試験と“短”時間の応力緩和試験(Relax-試験)の結果から、長時間域の応力緩和履歴を予測する新しい手法を開発した。本法の有効性を確認する目的で、カーボンブラック充てん量の異なる数種のSBR材料を対象としたRelax-試験に適用した。その結果、1~2分程度のRelax-試験の結果から、半日以上にわたる応力緩和履歴を精度良く予測できることが確認された。本法の汎用性については、シリカ充填SBR材でも同等程度の結果が確認された。以上の結果を用いて、一般に計測が困難である定常状態におけるゴムの応力-ひずみ関係の予測値を提示した。

自由記述の分野

実験力学、計算力学

研究成果の学術的意義や社会的意義

応力緩和試験(Relax-試験)は、長時間負荷後のゴムの材料軟化現象や、定常状態の応力-ひずみ関係を計測する目的で一般に使用される。本試験は、例えばシーリング材のような装着後に長時間使用し続ける機器や、ゴムの力学特性を計算するための材料モデリング(応力-ひずみの関係式)の選択や構築に必要不可欠の情報となる。
しかし効率的な長時間Relax-試験はこれまで開発されておらず、経験や種々の仮定に基づく代替え手段による方法などが一般的であった。本法は体系的な研究により、これらの効率化と高精度化を可能にするものであり、学術面への貢献のみならず、工業面での実用が期待される。

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公開日: 2024-01-30   更新日: 2025-03-27  

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