2016 Fiscal Year Annual Research Report
Mathematical thermoelastic analysis for a design of micro/nano structures composed of multiferroic material
| Project/Area Number |
25420026
|
|---|
| Research Institution | Osaka Prefecture University |
|---|
Principal Investigator |
大多尾 義弘 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10275274)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 材料力学 / 熱弾性解析 / マルチフェロイクス材料 / スケール依存性 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
1．スケール依存性を考慮しない熱弾性解析： 解析モデルとして、任意の材料組成の不均質特性を持たせるため、厚さ方向に区分的に指数関数で表された特性を有する傾斜機能平板を考え、表面が一様温度の媒体により熱伝達を伴い加熱される場合の非定常熱弾性問題を物性値の温度依存性を考慮して解析した。解析手法は時間に関して差分法を、厚さ方向の領域に関してが厳密解を用いた。
２．スケール依存性を考慮しない圧電材料からなる多層中空円筒の圧電熱弾性解析：フーリエ熱伝導則を用いて導出した非定常圧電熱弾性問題を厳密に数理解析し、温度解に含まれるベッセル関数をそのままの形で表現できる積分型の特解を導出した。これに伴い、従来よりも加熱初期の非常に短い時間における熱応力挙動の計算が可能となる。
３．スケール依存性を考慮したマルチフェロイクス材料の有限要素解析： 圧電材料と磁歪材料からなるマルチフェロイクス材料の圧電磁弾性問題を非局所理論を用いてボクセル有限要素解析を行うプログラムを作成した。圧電材料と磁歪材料を混合した材料を想定して表面から電気的入力を与えた場合について数値計算を行なった。
４．非フーリエ則による温度解析および熱弾性解析: 均質等方性の中空円筒における非フーリエ効果を考慮した熱伝導問題を考え、内外表面が一様温度の媒体により熱伝達を伴い加熱される場合の厳密解を変数分離法を用いて導出した。また、加熱・冷却過程を想定した場合についても、厳密解を導出した。以上の温度解を用いて、熱弾性問題をエアリーの熱応力関数を用いて数理解析を行い、厳密解を導出した。数値計算を行い、熱緩和時間が非定常状態における温度分布および熱応力分布に及ぼす影響を調べた。
|
Research Products
(1 results)
