圧電高分子フィルムを用いたひずみ測定法

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14550091
• Research Institution: Tokyo National College of Technology
• Principal Investigator: 黒崎 茂 東京工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (70042710)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高尾 寛 (株)共和電業, 特機部, 教授 ; 吉村 靖夫 東京工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (20042682)
• Keywords: 実験応力解析 / ひずみ測定 / ひずみゲージ / 圧電高分子 / ポリフッカビニリデン / 圧電性 / 非破壊検査 / 応力集中

Research Abstract

圧電高分子フィルム(ポリフッカビニリデン、略称PVDF)は、力を加え変形させると大きな出力電圧を発生する。この性質を圧電性と呼び、ポリフッカビニリデン(PVDF)フィルムは、圧電性の性質をもっている。本研究は、この圧電性を利用してひずみ測定が可能かどうか実験的に調べた。すなはち圧電高分子フィルムを一例として5×5mmの大きさに切りだし、ひずみゲージのような使い方ができるか、実験的に調べた。平成15年度の研究は、下記の研究を実施した。
1.圧電高分子フィルムを前年よりも小さく(3×3mm)して、ひずみ分布の精度を詳細に測定できるかどうか、試みた。その結果、前年度(5×5mm)よりも精度的に良好の結果が得られた。このことから、フィルムを小さくすることにより、精度のよいひずみ分布測定が可能であることが立証された。(日本非破壊検査協会・応力ひずみ強度評価シンポジウム発表2004年)
2.圧電高分子フィルムは、フィルムの製作過程で圧延をする。その圧延方向により出力電圧が異なる。ひずみ解析をする場合、2方向の電圧を測定する必要がある。そのためフィルムを重ね合わせゲージを試作した。昨年度よりも小さな重ね合わせ試作ゲージ(5×5mm)を使い実験を行った。精度のよいひずみ分布の実験結果が得られた。(日本非破壊検査協会2003年秋季大会発表)
3.圧電フィルムの片面のみに電極が蒸着されているフィルムを使い、広い面積(10×5mm)と小さい面積(5×5mm)のゲージについてひずみ分布測定精度の比較実験を行った。ちいさい面積のフィルムが精度のよいことが、比較実験から検証された。(日本機械学会2003年材料力学部門講演会発表)

Research Products

• [Publications] 高田和典, 黒崎 茂: "圧電高分子フィルムを用いた一定繰り返し荷重下のひずみ測定法(小型フィルムゲージの試作と結果)"日本非破壊検査協会・第35回応力ひずみ測定と強度評価シンポジウム講演論文集. Vol.35. 115-120 (2004)
• [Publications] 和泉 亮, 黒崎 茂: "ピエゾケーブルを用いたボルト軸力測定の試み"日本非破壊検査協会・第35回応力ひずみ測定と強度評価シンポジウム講演論文集. Vol.35. 161-166 (2004)
• [Publications] 黒崎 茂, 藤枝雄治: "圧電高分子フィルムを用いた一定繰り返し負荷時のひずみ分布測定法"日本機械学会・第2回評価・診断に関するシンポジウム・講演論文集. No.03-86. 150-153 (2003)
• [Publications] 黒崎 茂, 藤枝雄治: "圧電高分子フィルムを用いたひずみ分布測定法(重ね合わせフィルムの試作と測定)"日本非破壊検査協会・平成15年秋季大会講演論文集. 227-230 (2003)
• [Publications] 久慈 惇史, 黒崎 茂: "圧電高分子フィルムを用いたひずみ分布測定法(片面電極付きフィルムによる測定)"日本非破壊検査協会・平成15年秋季大会講演論文集. 231-234 (2003)
• [Publications] 黒崎茂, 土川晃: "圧電高分子フィルムを用いた一定繰返し負荷作用下のせん断ひずみ測定法"日本非破壊検査協会 第2回応力・ひずみ測定分科会研究発表会資料. No.40079. 35-41 (2003)
• [Publications] 黒崎茂, 藤枝雄治: "圧電高分子フィルムを用いたひずみ測定法(片面電極フィルムを使用した一定繰り返し負荷方法)"日本機械学会M&M2003材料力学部門講演会・講演論文集. No.03-11. 1045-1046 (2003)
• [Publications] 相山喜祈, 黒崎茂: "圧電高分子フィルムを用いたひずみモニタリング方法"日本機会学会M&M2003材料力学部門講演会・講演論文集. No.03-11. 1045-1046 (2003)
• [Publications] 黒崎茂, 熊澤光力: "圧電高分子フィルムを用いたひずみ測定法(試作ひずみゲージと解析法)"日本実験力学年次大会講演論文集. No.3. 275-280 (2003)
• [Publications] 黒崎茂, 藤枝雄治: "片面電極付き圧電高分子フィルムを用いたひずみ分布測定法"日本非破壊検査協会 平成15年第1回応力・ひずみ測定分科会研究発表会,資料. No.40069. 19-24 (2003)
• [Publications] 久慈 惇史, 黒崎 茂: "重ね合わせ圧電高分子フィルムを用いたひずみ測定法"八王子産学公連携機構・研究成果等発表講演会要旨集. (2003)