2004 Fiscal Year Annual Research Report
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14350048
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
進藤 裕英 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90111252)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堀口 勝三 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (30219224)
成田 史生 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10312604)
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| Keywords | 弾性論 / 電気破壊力学 / 数理解析 / 有限要素解析 / 材料試験 / 圧電セラミックス / 電気弾性相互干渉 / 知的・電子材料システム |
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| Research Abstract |
本研究は,知的・電子材料システムの設計・開発及び寿命・構造健全性評価に資することを目的に,先端圧電材料システムの破壊・疲労特性に及ぼす電気弾性相互干渉の影響解明に関する理論的・実験的研究を行っているものである.本年度は,昨年度までの理論的・実験的検討結果を踏まえ,解析モデル及び試験法の妥当性を詳細に検討し,新たな解析・実験を行った.得られた成果を要約すると以下の通りである.
1.(a)電場下における圧電セラミックスを対象に,MSP(改良型小型パンチ)試験・有限要素解析を行い,破壊荷重・MSPエネルギー・最大ひずみエネルギー密度に及ぼす電場及び180°・90°分域回転の影響を解明した.
(b)電場下における圧電セラミックスの予き裂導入破壊・ダブルトーション試験及び有限要素解析を行い,破壊挙動に及ぼす電場・分域回転の影響を解明した.
(c)き裂を有する圧電セラミックスの3点曲げ静疲労試験・有限要素解析を行い,破断時間に及ぼす電場の影響について検討中である.
2.圧電積層デバイスの層間剥離の発生・進展過程解明を目指し,基礎的研究を進めている.
(a)集中荷重を受ける圧電積層はりの変形ついて理論・実験両面から検討し,たわみに及ぼす電気力学的負荷・分域回転の影響を解明した.
(b)交流電場による圧電積層片持ちはりの電気弾性・非弾性挙動を明らかにした。
(c)さらに,内部・表面電極を有する圧電積層アクチュエータの電極端近傍における電気弾性場集中に及ぼす印加電圧・分域回転の影響及び非線形挙動を理論的・実験的に解明した.
3.(a)き裂を有する中央駆動圧電トランスの電気弾性・非弾性挙動を理論・有限要素解析し,エネルギー解放率・エネルギー密度等に及ぼす電場・分域回転の影響を解明した.
(b)圧電トランスの共振振動による疲労挙動解明のため,動的電気力学場集中について検討し,一部興味ある結果を得ている.
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