形状記憶材料の変形特性とその評価法の研究

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06650120
• Research Institution: Aichi Institute of Technology
• Principal Investigator: 戸伏 壽昭 愛知工業大学, 工学部, 教授 (70103231)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 喜久昭 東京都立科学技術大学, 工学部, 教授 (80081256) ; 岩永 弘之 愛知工業大学, 工学部, 教授 (40064943)
• Keywords: 形状記憶合金 / 形状記憶ポリマー / マルテンサイド変態 / R相変態 / ガラス転移 / 形状記憶効果 / 変態擬弾性 / 回復応力

Research Abstract

形状記憶材料の変形特性とその評価法の研究として,TiNi形状記憶合金とポリウレタン系形状記憶ポリマーの応力-ひずみ-温度-時間関係を調べた。得られた主要な結果は,次の通りである。
1.形状記憶合金の構成式について
生成相の体積分率を考慮する構成式を提案し,形状記憶効果,変態擬弾性,回復応力などの変形特性をよく表現できることを確かめた。
2.TiNi形状記憶合金の変形特性について
(1)マルテンサイト変態に関して,繰返し熱・力学負荷を受けることにより変態応力は低下し,変態温度は上昇する。これらの繰返し特性は変態線の挙動により規定される。
(2)R相変態に関して,繰返し熱・力学負荷を受けても変形特性は変化しない。応力-過度平面上での変態領域はR相変態と逆変態でほぼ重なる。R相変態の過変態に伴い現れる回復応力は,低温で与える変態応力に比べて非常に大きい。
3.ポリウレタン系形状記憶ポリマーの変形特性について
(1)材料の形状固定性は繰返し変形に依存せず,優れている。
(2)材料の形状回復性は変形履歴に依存して著しく異なる。最大ひずみが大きい場合には,初期の繰返しで大きな非回復ひずみが生じる。
(3)回復変形は,高温負荷により形状を固定した場合には、ガラス転移温度の近傍で生じる。低温負荷により形状を固定した場合には、中間点ガラス転移温度の近傍の温度で変形は回復する。

Research Products

• [Publications] 牧田昌之: "TiNi形状記憶合金のTIG溶接に関する研究" 日本機械学会論文集. 60. 2603-2611 (1994)
• [Publications] P.H.Lin: "Pseudoeiastic Behaviour of TiNi Shape Memory Alloy Subjected to Strain Variations" Journal of Intelligent Material Systems and Structures. 5. 694-701 (1994)
• [Publications] 林蓮華: "TiNi形状記憶合金の変形特性に対するひずみ速度の影響" 日本機械学会論文集. 60. 1837-1842 (1994)
• [Publications] Kikuaki Tanaka: "Phenomenological Analysis on Subloops in Shape Memory Alloys Due to Incomplete Transformations" Journal of Intelligent Material Systems and Structures. 5. 487-493 (1994)
• [Publications] 林蓮華: "TiNi形状記憶合金の変形特性" 日本機械学会論文集. 60. 1660-1667 (1994)
• [Publications] 戸伏壽昭: "ポリウレタン系形状記憶ポリマーの変形特性" 日本機械学会論文集. 60. 1676-1681 (1994)