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2012 Fiscal Year Annual Research Report

非線形超音波共鳴法の開発

Research Project

Project/Area Number 23686024
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

垂水 竜一  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30362643)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2015-03-31
Keywords超音波共鳴法 / 非線形弾性理論 / 弾性定数 / 高次弾性定数 / 変分法
Research Abstract

本研究は,固体材料の共鳴周波数を計測し,その逆解析から材料の二次と三次の弾性定数を同時に決定する非線形超音波共鳴法の開発を目的としている.研究の初年度となる昨年度は,一次元超弾性体に対する基礎理論の構築に終始したが,二年目の本年度は,基礎理論を二次元へと拡張することに成功した.また,得られた理論に基づいて数値解析を行った結果,非線形超弾性体の共鳴振動にはカラー対称性と呼ばれる,これまで知られていなかった新しい対称性が埋め込まれていることを発見した.これと並行して,解析に材料の熱膨張を利用する新しい理論を考案し,その着想に基づいてより簡便な理論を構築することに成功した.その結果,三次元の超弾性体に対する二次・三次の弾性定数計測に必要な基礎理論はほぼ全て完成させることができた.研究の三年目となる次年度は,得られた基礎理論を用いていくつかの試料に対する実計測を行う予定である.なお,本研究に関連して,今年度は2件の学術論文発表,1件の国際会議発表,5件の国内会議発表を行った.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

申請段階では,本研究の実施には4年間の研究期間を設け,前半の二年間は主に基礎理論の構築を,後半の二年間は構築した理論を用いた実計測を予定していた.前半の最終年度となる今年度は,予定通りに基礎理論を作成することができた.この基礎理論は,当初の計画とは異なる着想によるものであるが,より簡便で十分な精度を持った,実解析に耐えうる極めて現実的な理論である.この理論が完成したため,三年目となる次年度からは実計測を行うことができる.本研究は当初の予定通り,順調に進展していると考えることができる.

Strategy for Future Research Activity

上記の通り,現在までのところ,本研究は当初の計画通りに進展しており,障害として残してきた問題点もなり.そのため,研究は当初の計画通りに推進する予定である.

  • Research Products

    (8 results)

All 2013 2012

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Acoustic resonance of a two-dimensional isotropic medium studied using Airy stress function2012

    • Author(s)
      R. Tarumi, S. Yamada and Y. Shibutani
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys.

      Volume: 51 Pages: 07GA03

    • DOI

      10.1143/JJAP.51.07GA03

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Low temperature elastic constants and piezoelectric coefficients of LiNbO3 and LiTaO3: resonant ultrasound spectroscopy measurement and lattice dynamics analysis2012

    • Author(s)
      R. Tarumi, T. Matsuhisa and Y. Shibutani
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys.

      Volume: 51 Pages: 07GA02

    • DOI

      10.1143/JJAP.51.07GA02

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] St.Venant-Kirchhoff型二次元超弾性体の 共鳴振動解析2013

    • Author(s)
      垂水竜一,山田晋平,渋谷陽二
    • Organizer
      日本金属学会2013年春期大会
    • Place of Presentation
      東京理科大学
    • Year and Date
      20130327-20130329
  • [Presentation] St.Venant-Kirchhoff型超弾性体に対する共鳴振動解2013

    • Author(s)
      山田晋平,垂水竜一,渋谷陽二
    • Organizer
      日本機械学会関西支部第88期定時総会講演会
    • Place of Presentation
      大阪工業大学
    • Year and Date
      20130316-20130317
  • [Presentation] 非線形超音波共鳴理論の構築とその検証2013

    • Author(s)
      山口悠太,垂水竜一,山田晋平,渋谷陽二
    • Organizer
      日本機械学会関西学生会平成24年度学生員卒業研究発表講演会
    • Place of Presentation
      大阪工業大学
    • Year and Date
      20130315-20130315
  • [Presentation] 二次元St.Venant-Kirchhoff型超弾性体の共鳴振動解析2012

    • Author(s)
      山田晋平,垂水竜一,渋谷陽二
    • Organizer
      超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
    • Place of Presentation
      千葉大学
    • Year and Date
      20121113-20121115
  • [Presentation] 非線形超音波共鳴理論の構築2012

    • Author(s)
      山田晋平,垂水竜一,渋谷陽二
    • Organizer
      2012年度日本機械学会年次大会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Year and Date
      20120909-20120912
  • [Presentation] Nonlinear resonant ultrasound spectroscopy for one-dimensional hyperelastic solid2012

    • Author(s)
      R. Tarumi and Y. Shibutani
    • Organizer
      23rd International congress of theoretical and applied mechanics (ICTAM2012)
    • Place of Presentation
      北京
    • Year and Date
      20120819-20120824

URL: 

Published: 2014-07-24  

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