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2002

指と木材表面の接触状態の有限要素解析

触覚受容器に生じる物理的刺激の予測

Finite Element Analysis of Contact State between Finger and Wood Surface

- Prediction of stress and strain generated at the locations of tactile receptors -

本研究は木材加工面の表面性状について感覚による主観的評価に対応するパラメータを考究することを目的とし、以下のことについて検討する:

  1. 指が微小な凹凸のある平面に触れる際に皮膚組織内部に生じる変形や応力分布を有限要素法の接触解析の手法によって求め、触覚受容器が検知し得る凹凸の高さや形状を明らかにする、
  2. 1.の結果をもとに木材加工面の微小な凹凸について、触感形成に寄与すると考えられる凹凸を抽出しそれらを数値化する、
  3. 木材加工面について触覚による「つるつる」「ざらざら」感に関する官能検査を行い、2.で求めたパラメータとの対応を検討する。
本実験ではそのための基礎的な実験として、指の単純な有限要素指モデルを作成し指と微小突起を有する平板が接触する際の指内部の変形や応力分布を調べた。

指モデル


弾性係数
図1 指および平板の有限要素モデル
指モデルは前野ら1)の知見を参考に作成した。
日本機械学会誌 C編 63(607) 881-888


mises応力










カラーバー
図2 平板を下げてゆくときのミセス応力の変化


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