2005 Fiscal Year Annual Research Report
ICPFアクチュエータの連成有限要素解析モデリングおよび動的変形挙動の検討
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16560213
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
堀江 知義 九州工業大学, 情報工学部, 教授 (40229224)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
二保 知也 九州工業大学, 情報工学部, 助手 (60295011)
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| Keywords | イオン導電性高分子膜-金属複合材 / アクチュエータ / 動的変形挙動 / 変形メカニズム / 3次元非定常有限要素解析 / 連成有限要素解析 |
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| Research Abstract |
本研究では,複数の物理現象の相互作用を解析する連成有限要素解析手法を用いて,人工筋肉などへの応用が期待されている,イオン導電性高分子膜(ICPF)-金属複合材アクチュエータの動的変形挙動とメカニズムを明らかにすることを目的とした。
1.連成効果の測定・評価実験
前年度の予備実験に基づき,相互作用による連成効果の強さを板厚、拘束条件、荷重負荷パターンなどの各条件を変えて測定した。その結果に基づき,ICPFアクチュエータの変形メカニズムに影響する連成効果の大きさを評価し,変形モデルに反映させた。連成有限要素解析コードを実験条件の決定に利用するほか,直接測定できない物理量の推定にも利用した。
2.連成解析手法の検討
連成効果の測定・評価実験で得られた結果に基づき,連成解析手法との組み合わせ方について種々の方法を比較・検討・評価した。すべての条件に対して精度良い解を与える決定的な方法はないが、条件に応じて連成解析手法を使い分けることによって対応できる。
3.種々の条件下でのモデルと実験との比較
変形の完全拘束、部分拘束、一定荷重負荷状態など、繰り返し荷重負荷状態など、種々の条件で,解析と実験を比較し,モデルの汎用性,妥当性を検証した。試料の物性値として異なるものを使用した場合や,溶液の種類を変えた場合について検討を行い,特に汎用性や実用性の観点からも、連成解析モデルの妥当性について検討を行った。
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