形状記憶合金繊維複合化による高機能発現機構の解明と材料開発への応用

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650080
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 東郷 敬一郎 静岡大学, 工学部, 教授 (10155492)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 荒木 弘安 静岡大学, 工学部, 助手 (60115433) ; 石井 仁 静岡大学, 工学部, 教授 (90022235)
• Keywords: 形状記憶合金 / 複合材料 / 機能性材料 / NiTi合金 / ポリカーボネイト / 力学モデル / 機能発現

Research Abstract

特殊機能を発現できる形状記憶合金複合材料を開発するためには、まず、発現機構を明らかにすることが必要である。平成12年度は、形状記憶合金複合材料の力学モデルの開発、解析による機能発現の可能性と機構の解明、形状記憶合金繊維の特性に関する実験、複合材料の作製等を行った。
(1)形状記憶合金複合材料の構成式の開発と機能発現の解析
形状記憶合金繊維の複合化形態を種々に変えた複合材料に対して、熱的・機械的負荷での変形・変態挙動を記述できる力学モデル(構成式)をShear-lagモデルを用いて開発した。更に、この力学モデルを用いて、種々の機械的・熱的負荷での変形解析を行い、特殊機能発現の可能性を探り、発現機構を明らかにした。
(2)形状記憶合金繊維の変形・強度特性
複合材料に用いるNiTi形状記憶合金の機械的・熱的負荷での変形・強度特性(形状記憶効果および超弾性挙動、降伏強度、引張強度)について実験を行い、形状記憶合金繊維の特性を明らかにするとともに、解析に必要な材料データを得た。
(3)形状記憶合金複合材料の作成
NiTi形状記憶合金繊維とマトリックス樹脂として熱可塑性樹脂(ポリカーボネイト)を用いた複合材料を小型射出成形機により作製した。作製された試験片により予備実験を行い、良好な複合材料が作製されていることを確認した。

Research Products

• [Publications] 村澤剛: "機械的・熱的負荷を受けるNiTi/ポリカーボネイト形状記憶合金複合材料の変形挙動と破壊過程"日本機械学会2000年度年次大会講演論文集. I. 53-54 (2000)
• [Publications] 村澤剛: "形状記憶合金複合材料の変形挙動とマトリックスの粘塑性を考慮した解析"日本機械学会計算力学講演会講演論文集. 477-478 (2000)
• [Publications] Go.Murasawa: "Deformation Behavior and Fracture Process of Niti/PC Shape Memory Alloy Composites under Therme-Mechanical Loading"JSSUME 2000. 47-50 (2000)
• [Publications] Go Murasawa: "The Effect of Visco-Plasticity of Matrix on Deformation Behavior for Shape Memory Alloy Composite"Trans.MRSJ. (掲載決定). (2001)
• [Publications] 村澤剛: "機械的・熱的負荷を受けるNiTi/ポリカーボネイト形状記憶合金複合材料の変形挙動と破壊過程"日本機械学会論文(A編). 66巻650号. 1901-1907 (2000)