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ウェアラブル歩行補助装置用圧力センサの破損防止に関する研究

Research Project

Project/Area Number 18760079
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Materials/Mechanics of materials
Research InstitutionShizuoka University

Principal Investigator

石原 正行  Shizuoka University, 工学部, 准教授 (60283339)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2007: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Keywords知的構造物 / 圧電熱複合材料 / 積層板理論 / 変形制御
Research Abstract

外力・温度変化を受けるPFC積層型圧力センサの動的大変形挙動を明らかにし,その破損を防止することを目的とし,本年度は以下の研究実績を得た。まず,圧電積層構造物が衝撃接触荷重あるいは定常熱負荷を受ける時に発生する過渡変形を積層板理論により理論的に解明し,変形を有効に抑制するための制御手法を解明した。具体的には,圧電センサ層で検出された電位あるいは電位の時間変化率に比例した電圧を,圧電アクチュエータ層に連続的に印加することにより,過渡変形を効果的に抑制できることが分かった。この成果は,当初の目的であるウェアラブル歩行補助装置用の構成要素としてのPFC積層型圧力センサの設計の基本的な指針を与えるだけにとどまらず,同装置のアクチュエータとして活用する場合の設計指針をも与える。なお,この成果をまとめた論文3編が国際学術論文雑誌に掲載された.続いて,圧電積層構造物が力学的・熱的・電気的負荷を受ける時に発生する動的大変形をVon Karmanのひずみを考慮した大変形理論により解明し,構造物が座屈・不安定振動等の不安定現象を起こす条件を解明するとともに,不安定現象を抑制するための制御手法を解明した。この成果は,PFC積層型圧力センサがウェアラブル歩行補助装置の構成要素として実用的な使用環境下で用いられる場合に対する設計指針を与える。なお,この成果を国内外学会で発表するとともに,国際学術論文雑誌に投稿準備中である。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2007 2006 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Control of Dynamic Deformation of a Piezoelastic Beam Subjected to Mechanical Disturbance by Using a Closed-Loop Control System Control of Dynamic Deformation of a Piezoelastic Beam Subjected to Mechabical Disturbance by Using a Closed-Loop Control System2007

    • Author(s)
      ISHIHARA, M.
    • Journal Title

      Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering 1

      Pages: 864-874

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] CONTROL OF DYNAMIC DEFORMATION OF A PIEZOTHERMOELASTIC BEAM WITHA CLOSED-LOOP CONTROL SYSTEM SUB-JECTED TO THERMAL DISTURBANCE2007

    • Author(s)
      ISHIHARA, M.
    • Journal Title

      Journal of Thermal Stresses 30

      Pages: 875-888

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ヘルツ荷重を受ける傾斜機能無限円板の応力解析2006

    • Author(s)
      中村貴明, 野田直剛, 石原正行
    • Journal Title

      日本機械学会論文集A編 72

      Pages: 172-177

    • NAID

      110004997345

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Control of the transient deformation of a piezoelastic beam with a closed-loop control system subjected to mechanical disturbance condidering the effect of damping

    • Author(s)
      ISHIHARA, M.
    • Journal Title

      Smart Materials and Structures 16

      Pages: 1880-1887

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Feedback Control of Dynamic Deformation of a Piezothermoelastic Laminate2007

    • Author(s)
      ISHIHARA, M.
    • Organizer
      The Seventh International Congress on Thermal Stresses
    • Place of Presentation
      Taipei
    • Year and Date
      2007-06-06
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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