1999 Fiscal Year Annual Research Report
圧電材料からなる知的傾斜機能材料/複合材料の三次元非定常圧電熱弾性解析と最適設計
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11650096
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
大多尾 義弘 大阪府立大学, 工学部, 助教授 (10275274)
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| Keywords | 圧電熱弾性 / 圧電材料 / 知的材料 / 傾斜機能材料 / 複合材料 / 三次元問題 / 非定常 / 最適設計 |
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| Research Abstract |
1.傾斜機能材料および異方性積層材料の非定常熱弾性解析
有限円筒に比べて円筒パネルの解析が容易であったため,本年度の解析モデルとして,局部加熱を受けるクロスプライ積層円筒パネルを想定し,まず平面ひずみ問題に対して,厳密解および厚さが曲率半径に比べて小さい場合の近似解を導出した。これらの成果については口頭発表および論文投稿の予定である。
2.圧電材料単体の非定常圧電熱弾性解析
局部加熱を受ける圧電円筒パネルの平面ひずみ問題に対して,厳密解および近似解の導出について,現在解析中である。
3.傾斜機能材料あるいは異方性積層材料と圧電材料を張り合わせた知的材料の非定常圧電熱弾性解析
(1)クロスプライ積層材料あるいは厚さ方向に任意の不均質特性を有する傾斜機能材科に結晶族mm2に属する圧電材料が接着された矩形板を取り上げ,この矩形板が単純支持され,かつ構造材料側の表面より局部的に加熱される場合の三次元圧電熱弾性問題を解析した。数値計算を行い,温度変化,変位,応力成分,電位および電束密度の非定常挙動を示すとともに,圧電平板の厚さの影響を調べた。さらに,傾斜機能材料と圧電材料からなる矩形板の場合,傾斜機能材料の不均質パラメータの影響を調べるとともに,コサイン分布状の加熱に対して,加熱表面上の厚さ方向の熱変位を零に制御するために,圧電材料側の表面に与える電位分布を決定した。
(2)解析モデルとして,等方性材料と圧電材料からなる二層複合長方形板を取り上げ,この長方形板が単純支持され,かつ等方性材料側の表面が非一様に加熱された場合に,圧電材料側の表面に電位分布を与え,等方性材料側表面の中央点の非定常熱変位を制御する問題を三次元圧電熱弾性問題として解析した。
これらの成果については,口頭発表および論文投稿済みである。なお,傾斜機能材科からなる矩形板の熱弾性問題については,論文掲載された。
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Research Products
(5 results)
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[Publications] Yoshihiro ootao, Yoshinobu Tanigawa: "Three-dimensional transient thermal stresses of functionally graded rectangular plate due to partial heating"Journal of Thermal Stresses. 22・1. 35-55 (1999)
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[Publications] Yoshihiro ootao, Yoshinobu Tanigawa: "Three-dimensional transient piezothermoelasticity and control of thermal displacement in functionally graded rectangular plate associated with a piezoelectric plate"Proceedings of the Third International Congress on Thermal Stresses. 77-80 (1999)
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[Publications] 大多尾義弘,谷川義信: "クロスプライ積層板と圧電材料からなる長方形複合平板の三次元非定常圧電熱弾性問題"日本機械学会1999年度年次大会講演論文集. Vol.III. 143-144 (1999)
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[Publications] 大多尾義弘,谷川義信: "等方性材料と圧電材料からなる二層複合長方形板の非一様加熱を受ける場合の非定常熱変形制御"日本機械学会第12回計算力学講演会講演論文集. 411-412 (1999)
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[Publications] Yoshihiro ootao, Yoshinobu Tanigawa: "Three-dimensional transient piezothermoelasticity for a rectangular composite plate composed of cross-ply and piezoelectric laminae"International Journal of Engineering Science. 38. 47-71 (2000)
