2018 Fiscal Year Annual Research Report
Behavior and Control of Stress Oscillations Induced in Functional Inhomogeneous Plates
| Project/Area Number |
26420015
|
|---|
| Research Institution | Shimane University |
|---|
Principal Investigator |
芦田 文博 島根大学, 学術研究院理工学系, 教授 (60149961)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 応力振動 / 傾斜機能性材料 / 動的弾性問題 / 動的熱弾性問題 / 理論解析 / 特性曲線解析 / 印加電位差 / 印加磁場 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
平成２９年度に完了できなかった熱衝撃負荷が作用する不均質圧電材料平板の動的熱弾性問題の解析を平成３０年度も継続して行い，平板の上表面における材料がPZT-4で物性値が厚さ方向へ指数関数状に変化するときについて，数理解析法による解析解の収束解と特性曲線法による数値解を得た．両方の数値結果は比較的精度よく一致し，熱応力の時間的挙動を明らかにすることができた．さらに，不均質圧電材料平板の物性値が構成材料の体積分率に従って変化する場合についても，特性曲線法による数値解を得た．併せて，平板の表面間に印加された電位差が熱応力振動に及ぼす影響を詳細に調査したところ，適当な印加電位差の作用によって初めの数周期程度の熱応力振動は抑制できたものの，長時間にわたって熱応力振動を抑制することは困難であることが分かった．
不均質磁性材料平板に熱衝撃負荷が作用する場合の熱弾性波動伝播問題を，数値逆ラプラス変換法または特性曲線法を適用して数値解析を行い，平板に作用させた磁界の強さが熱応力振動に及ぼす影響を調査した．その結果，磁界の強さの作用によって熱応力振動が時間経過につれて減衰することと，作用した磁界の強さが大きくなるのにつれて熱応力振動の減衰効果が顕著になることが示された．従って，熱応力振動の制御には磁界の強さの作用が効果的であることが明らかになった．
圧電効果と磁歪効果を有するマルチフェロイック不均質材料平板に衝撃圧力または熱衝撃負荷が作用する場合の弾性波動伝播問題を特性曲線法によって数値解析し，印加電位差または印加磁位差が応力振動に及ぼす影響を調査した．その結果，衝撃圧力が作用する場合については，適当な電位差または磁位差の印加によって応力振動を効果的に抑制できることが示された．一方，熱衝撃負荷が作用する場合については，熱応力振動の抑制が困難なことが分った．
|
