2017 Fiscal Year Research-status Report
電気機器鉄芯材料の応力依存ベクトル磁気特性の物理的/現象論的モデル化手法の開発
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17K06300
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
松尾 哲司 京都大学, 工学研究科, 教授 (20238976)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤原 耕二 同志社大学, 理工学部, 教授 (20190093)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 電気機器工学 / 電気電子材料 / シミュレーション工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1) 一方向応力下でのベクトル磁気特性の計測手法の開発 円盤試料を用いた既存のベクトル磁気特性計測システムにおいて，円盤試料に圧電フィルムを接着し，圧縮応力を印加する機構を追加した。印加応力と圧電フィルムへの印可電圧との関係については，一次元応力印加単板磁気試験器による計測結果との比較により校正した。応力印加方向と異なる方向の磁化特性について，他研究機関による計測結果と比較して妥当な計測結果を得ている。
(2) 集合磁区モデルの検証と改良 鉄芯材料の物理的モデルである集合磁区モデルについて，応力印加方向とは異なる方向の磁気特性の表現能力を検証した。また，部分的陰的解法を導入することにより，集合磁区モデルにおけるエネルギー最小化の計算コストを削減する手法を開発した。開発手法により，計算時間を大幅に短縮することが可能になった。開発した高速モデルにより，鋼板厚み方向のセル分割の影響を検討した。
(3) 一方向応力下での等価応力モデルの導入・検証 応力下のベクトル磁気特性の計測は現状で容易でなく，計測時間とデータ量が膨大になる。そこで，一方向の応力依存磁気特性の測定結果から，任意方向の磁気特性の応力依存性を予測する等価応力モデルを導入した。等価応力モデルとしては，磁化あるいは磁界方向への応力換算値を用いて影響を表現する方法を用いた。実測結果および計算結果との予備的な比較検討により，等価応力モデルが効果的に応力特性を表現できる可能性を示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
圧電フィルムの入荷が大幅に遅れ、十分な計測ができなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
(1) 二方向応力下でのベクトル磁気特性の計測手法の開発 円盤試料に圧電フィルムを二方向に接着し，二方向に圧縮/引張り応力を印加可能な計測システムを構築する。接着面積が小さくなるため，印加される応力の大きさと一様性について，事前に詳細な応力シミュレーションを行って印加方法を検討する。また，下記の集合磁区モデルによる計算結果と比較検討し，計測結果の妥当性を検討する。
(2) 集合磁区モデルの検証と改良 二方向の応力印加時の磁気特性を集合磁区モデルにおいて算出し，上記計測結果と比較検討し，前年同様に必要に応じて集合磁区モデルの改良を行う。引き続き大規模化を目指した計算の高速化を実施する。
(3) 磁界解析に適した応力依存ベクトルヒステリシスモデルの開発 前年度に得られた一方向応力印加時のベクトル磁気特性の計測結果および計算結果から，磁界解析に適したベクトルヒステリシスモデル(現象論的モデル)を開発する。ベースとなるヒステリシスモデルとしてプレイ/ストップモデルを用い，等価応力モデルを組み込んだ簡潔な応力依存モデルの開発を目指す。
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| Causes of Carryover |
圧電フィルムの入荷が大幅に遅れたため、研究の進展が遅れている。
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[Presentation] Efficient Multiscale Magnetic-Domain Analysis of Iron-Core Material under Mechanical Stress2017
Author(s)
A. Nishikubo, S. Ito, T. Mifune, T. Matsuo, C. Kaido, Y. Takahashi, K. Fujiwara
Organizer
62th Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials, Pittsburgh, U.S.A., BU-03, 2017
Int'l Joint Research
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