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2014 年度 実績報告書

MRコンポジットを活用した革新的なスマートダンパの開発とその免震・制振への応用

研究課題

研究課題/領域番号 24360087
研究機関東北大学

研究代表者

中野 政身  東北大学, 流体科学研究所, 教授 (40147947)

研究分担者 戸塚 厚  東北大学, 流体科学研究所, 技術専門職員 (40626313)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードMR流体 / ナノ粒子 / Shear Thickening / MRダンパ / MRエラストマー / 積層ゴム / アイソレータ / 免震・制振
研究実績の概要

MR流体多孔質コンポジットの多孔質材に含浸させる新規MR流体の開発と可変減衰・剛性機能をもつMR積層ゴムからなる免震基礎アイソレータの開発を目的に、下記の研究を実施した。
1.多孔質材に含浸させる新規MR流体の開発
開発した直動型MR可変減衰力ダンパの発生減衰力のモデリングを行うとともに、その減衰力特性の向上と変更を目的に、多孔質材に含浸させる二種の新規MR流体の開発を実施した。マイクロ粒子分散MR流体にナノ粒子を混合したマイクロ・ナノ粒子混合系MR流体を開発し、ナノ粒子混合比25%の混合系MR流体が高せん断領域でマイクロ粒子MR流体に比して約2倍程度のMR効果を発揮することを見いだした。また、高せん断領域で急激にせん断応力が増大するMR Shear-thickening流体を開発し、その誘起せん断応力特性と磁場印加によってその特性を可変できることを明らかにした。これらの二種のMR流体は、ダンパの減衰力の向上とその特性の特徴的変更という点で、免震・制振用ダンパの作動流体としての可能性を有している。
2.積層MRエラストマーアイソレータの開発と免震・制振システムへの応用
CI粒子とシリコンゴム及びシリコーン油をある一定割合で均一に混合して硬化させたシート状のMRエラストマーを創製し、それを鉄製円盤と交互に積層した円柱状の積層MRエラストマーを製作し、この円柱状の積層MRエラストマーに一様に磁場が印加されるようにその中心部に円盤型永久磁石を配置し、その周囲に積層MRエラストマーへの印加磁場を可変するための電磁石と磁性体からなる円筒状の磁気回路を配置した構造をもつ積層MRエラストマーアイソレータを開発した。電磁石への印加電流を+側と-側に印加することにより、その剛性及び減衰能を大きく変化できることを確認し、シートアイソレータやTuned Mass Damperなどへの適用の有効性を実証し、免震・制振システムへの応用の可能性を提示することができた。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] An adaptive tuned vibration absorber based on multilayered MR elastomers2015

    • 著者名/発表者名
      S.S. Sun, H.X. Deng, J. Yang, W.H. Li, H.P. Du, G. Alici, M. Nakano
    • 雑誌名

      Smart Materials and Structures

      巻: 24 ページ: 1-13

    • DOI

      DOI:10.1088/0964-1726/24/4/045045

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Horizontal vibration reduction of a seat suspension using negative changing stiffness magnetorheological elastmer isolators2015

    • 著者名/発表者名
      S.S. Sun, J. Yang, H.X. Deng, H. Du, W.H. Li, G. Alici, M. Nakano
    • 雑誌名

      International Journal of Vehicle Design

      巻: in press ページ: in press

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Development of a linear damper working with magnetorheological shear thickening fluids2015

    • 著者名/発表者名
      J. Yang, S.S. Sun, W.H. Li, H.P. Du, G. Alici, M. Nakano
    • 雑誌名

      Journal of Intelligent Material Systems and Structures

      巻: Online Publication ページ: 1-13

    • DOI

      DOI: 10.1177/1045389X15577653

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental and modeling study of viscoelastic behaviors of MR shear thickening fluids2014

    • 著者名/発表者名
      G.R. Peng, W.H. Li, T.F. Tian, J. Ding, M. Nakano
    • 雑誌名

      Korea-Australia Rheology Journal

      巻: 26-2 ページ: 149-158

    • DOI

      DOI: 10.1007/s13367-014-0015-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Viscoelastic properties of MR shear thickening fluids2014

    • 著者名/発表者名
      W.H. Li, M. Nakano, T.F. Tian, A. Totsuka, C. Sato
    • 雑誌名

      Journal of Fluid Science and Technology

      巻: 9-2 ページ: 1-8

    • DOI

      DOI:10.1299/jfst.2014jfst0019

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental and modelling study of the effect of temperature on shear thickening fluids2014

    • 著者名/発表者名
      T.F. Tian, G.R. Peng, W.H. Li, J. Ding, M. Nakano
    • 雑誌名

      Korea-Australia Rheology Journal

      巻: 27-1 ページ: 17-24

    • DOI

      DOI: 10.1007/s13367-015-0003-2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Damping Properties of Seismic Linear Motion Damper with MR Fluid Composite Rotary Brake2014

    • 著者名/発表者名
      M. Nakano, A. Totsuka, T. Inaba, A. Fukukita
    • 雑誌名

      Proceedings of the 9th JFPS International Symposium on Fluid Power

      巻: - ページ: 550-555

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] MR effect enhancement of bidisperse MR fluids containing micron- and nano-sized iron particles2015

    • 著者名/発表者名
      M. Nakano
    • 学会等名
      APS(American Physical Society) March Meeting 2015
    • 発表場所
      San Antonio, Texas, USA
    • 年月日
      2015-03-02 – 2015-03-06
    • 招待講演
  • [学会発表] MRブレーキ・クラッチのダンパ・アクチュエータへの活用2014

    • 著者名/発表者名
      中野政身
    • 学会等名
      日本フルードパワーシステム学会「機能性流体との融合化によるフルードパワーシステムの新展開」に関する第11回研究委員会
    • 発表場所
      田町,東京都
    • 年月日
      2014-12-19 – 2014-12-19
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノ・マイクロ粒子混合系MR流体のせん断モードでのMR効果と構造形成2014

    • 著者名/発表者名
      中野政身,阿部浩也,戸塚厚,佐藤忠一郎
    • 学会等名
      第92期日本機械学会流体工学部門講演会
    • 発表場所
      富山市
    • 年月日
      2014-10-25 – 2014-10-26
  • [学会発表] MR流体コンポジットのマグネトレオロジー2014

    • 著者名/発表者名
      中野政身,戸塚厚,佐藤忠一郎
    • 学会等名
      日本レオロジー学会第62回レオロジー討論会
    • 発表場所
      福井市
    • 年月日
      2014-10-15 – 2014-10-17
  • [学会発表] Particle Structural Formations of Colloidal MR Fluid and Their Influences on Magnetic Rheological Response2014

    • 著者名/発表者名
      H. Abe, M. Nakano
    • 学会等名
      The Fourteenth International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2014)
    • 発表場所
      Sendai Japan
    • 年月日
      2014-10-09 – 2014-10-09
  • [学会発表] Rheology of MR Shear Thickening Fluids under Instantaneous Flow2014

    • 著者名/発表者名
      G.R. Peng, W.H. Li, T.F. Tian, M. Nakano
    • 学会等名
      The Fourteenth International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2014)
    • 発表場所
      Sendai Japan
    • 年月日
      2014-10-09 – 2014-10-09
  • [学会発表] Development of a Novel Multi-Layer MRE Isolator2014

    • 著者名/発表者名
      J. Yang, S.S. Sun, W.H. Li, M. Nakano
    • 学会等名
      Eleventh International Conference on Flow Dynamics (11th ICFD2014)
    • 発表場所
      Sendai Japan
    • 年月日
      2014-10-08 – 2014-10-10
    • 招待講演
  • [学会発表] Creep and Recovery Behaviours of MR Shear Thickening Fluids2014

    • 著者名/発表者名
      T.F. Tian, G.R. Peng, W.H. Li, M. Nakano
    • 学会等名
      Eleventh International Conference on Flow Dynamics (11th ICFD2014)
    • 発表場所
      Sendai Japan
    • 年月日
      2014-10-08 – 2014-10-10
  • [学会発表] Magnetorheology of Novel Fluidic Powder2014

    • 著者名/発表者名
      M. Nakano, H. Abe
    • 学会等名
      The 14th International Conference on ER Fluids and MR Suspensions (ERMR2014)
    • 発表場所
      Granada, Spain
    • 年月日
      2014-07-07 – 2014-07-11
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of a Linear Damper working with MR Shear Thickening Fluids2014

    • 著者名/発表者名
      S.S. Sun, T.F. Tian, W.H. Li, M. Nakano
    • 学会等名
      The 14th International Conference on ER Fluids and MR Suspensions (ERMR2014)
    • 発表場所
      Granada, Spain
    • 年月日
      2014-07-07 – 2014-07-11
  • [備考] 中野教授らが清水建設と共同で、MR流体コンポジットを用いた免震・制振用減衰力可変ダンパを開発

    • URL

      http://www.ifs.tohoku.ac.jp/news/20131106_nakano.pdf

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公開日: 2016-06-01  

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