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一体化したスマート複合材料/構造の設計と製作に関する

研究課題

研究課題/領域番号 07650110
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関大阪市立大学

研究代表者

福田 武人  大阪市立大学, 工学部, 教授 (40047155)

研究分担者 高輪 武志  摂南大学, 工学部, 教授 (60236370)
研究期間 (年度) 1995 – 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
配分額 *注記
1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
1996年度: 300千円 (直接経費: 300千円)
1995年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード光ファイバセンサ / ピエゾセラミックス / ER流体 / スマートCFRP積層板 / 一体化 / 振動制 / ハイブリッド効果 / 振動制御
研究概要

センサとして光ファイバ,アクチェ-タとしてセラミックピエゾ素子に加えて、ER流体(Electro-rheological fluids)を一体化し,アクティブ振動制御を目的としたスマートCFRP複合材料はりの設計と製作を行なった.まず,センサとしては,オンラインモニタリング可能な一体化システムを構築するため最適なマイケルソン干渉計型光ファイバひずみセンサのディジタル処理手法を確立した.この場合プロセッサとして,従来から用いているマイコンの処理能力を大幅にアップさせて活用した.つぎにアクチェ-タとしてER流体をシリコンシーラントで封入したCFRP積層板に,さらにピエゾセラミックスを絶縁のためカプトンフィルムを介して接着してハイブリッドスマートCFRPはりを設計し製作した.
振動実験と数値計算の結果,つぎのようなことが明らかになった.まずER流体に印加する電界の波形および周波数の影響に関して(1)ER効果の制御には,印加電界は正弦波よりも矩形波の方がより効果的である.(2)共振状態にあるCFRP複合材はりは、複合材はりの1次固有振動数に近い振動数の電界をER流体に印加するとうなり現象が生ずる.(3)複合材はりの1次固有振動数以下の振動数の電界をER流体に印加するとき重畳波形が観測された.(4)複合材はりの1次固有振動数以上の振動数の電界をER流体に印加するとき,その周波数が上昇すると次第に振動抑制効果が減少する.続いて2つのアクチュエータのハイブリッド効果に関しては(5)それぞれ単体で使用する場合よりもより高い振動減衰特性が得られることを示した.(6)ピエゾ素子の励振力が大きすぎると発散する現象が起こる.(7)数値解析結果と実験結果の比較より,ピエゾ素子の励振力が振幅に依存することが分かった.

報告書

(3件)
  • 1996 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (38件)

  • [文献書誌] Takehito Fukuda: "Robust Vibration Control of Fiber Composite Beams with Embedded Piezoceramic Actuators" Proc.Fifth Int'l Conf.on Adaptive Structures. 523-532 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takehito Fukuda: "Use of Electro-Rheological Fluids for Damping Control of CFRP Beams" Proc.Tenth International Conference on Composite Materials. V. 299-306 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takehito Fukuda: "Vibration Measurement of Fiber Composite Beam Using Interferometric Michelson Fiber Optic Sensor with Digital Processing" Proc.Tenth International Conference on Composite Materials. V. 339-346 (1995)

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  • [文献書誌] Takeshi Takawa: "Flexural-Torsion Vibration Control of Fiber Composite Cantilevered Beam by Using Piezo-Actuators" Proc.Tenth International Conference on Composite Materials,. V. 331-338 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 福田 武人: "複合材はりのスマート化に関する研究-セラミックピエゾ素子による曲げ1次モードの最適振動制御" 材料. 44・505. 1255-1260 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takehito Fukuda: "Damping Control of a CFRP Cantilevered Beam with Electro-Rheological Fluids Actuator" Proc.of the 3rd International Conference on Intelligent Materials. 331-336 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takeshi Takawa: "Robust Vibration Control of Fiber Composite Beam by Using Embedded Piezoceramic Actuators" Proc.of International Conference on Advanced Materials. 339-344 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nobuo Oshima: "Effects of Waveform and Frequency of Electric Fields on Vibration Responses of an Electro-Rheological Fluids Based Cfrp Cantilevered Beam" Memoirs of Faculty of Engineering.Osaka City University. 37. 1-7 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takehito Fukuda: "Vibration Control of a CFRP Composite Beam with Piezoelectric Ceramics and Electro-Rheological Fluids Actuators" Proc.of 1st US-Japan Workshop on Smart Materials and Structures. (in Press).

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takeshi Takawa: "Flexural-Torsion Coupling Vibration Control of Fiber Composite Cantilevered Beam by Using Piezo-Ceramic Actuators" J.Smart Materials and Structures. (in press).

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takehito Fukuda: "Robust Vibration Control of Fiber Composite Beams with Embedded Piezoceramic Actuators" Proc.Fifth International Conference on Adaptive Structures. 523-532 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takehito Fukuda: "Use of Electro-Rheological Fluids for Damping Control of CFRP Beams" Proc.Tenth International Conference on Composite Materials. V/299-V/306 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takehito Fukuda: "Vibration Measurement of Fiber Composite Beam Using Interferometric Michelson Fiber Optic Sensor with Digital Processing" Proc.Tenth International Conference on Composite Materials. V/339-V/346 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takeshi Takawa: "Flexural-Torsion Vibration Control of Fiber Composite Cantilevered Beam by Using Piezo-Actuators" Proc.Tenth International Conference on Composite Materials. V/331-V/338 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takehito Fukuda: "A Study on Smart Composite Beam-Optimal Vibration Control of 1st Flexural Mode by Use of Piezoelectric Ceramics" Journal of the Society of Materials Science, Japan. 40.505. 1255-1260 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takehito Fukuda: "Damping Control of a CFRP Cantilevered Beam with Electro-Rheological Fluids Actuator" Proc.of the 3rd International Conference on Intelligent Materials. 331-336 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takeshi Takawa: "Robust Vibration Control of Fiber Composite Beam by Using Embedded Piezoceramic Actuators" Proc.of International Conference on Advanced Materials. 339-344 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nobuo Oshima: "Effects of Waveform and Frequency of Electric Fields on Vibration Responses of an Electro-Rheological Fluids Based DFRP Cantilevered Beam" Memoirs of Faculty of engineering, Osaka City University. 37. 1-7 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takehito Fukuda: "Vibration Control of a CFRP Composite Beam with Piezoelectric Ceramics and Electro-Rheological Fluids Actuators" Proc.of 1st US-Japan Workshop on Smart Materials and Structures. (in Press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takeshi Takawa: "Flexural-Torsion Coupling Vibration Control of Fiber Composite Cantilevered Beam by Using Piezo-Ceramic Actuators" J.Smart Materials and Structures. (in Press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takehito Fukuda: "Robust Vibration Control of Fiber Composite Beams with Embedded Piezoceramic Actuators" Proc. Fifth Int'l Conf. on Adaptive Structures. 523-532 (1995)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Takehito Fukuda: "Use of Electro-Rheological Fluids for Damping Control of CFRP Beams" Proc. Tenth International Conference on Composite Materials. V. 331-336 (1995)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Takehito Fukuda: "Vibration Measurement of Fber Composite Beam Using Interferometric Michelson Fiber Optic Sensor with Digital Processing" Proc. Tenth International Conference on Composite. V. 339-346 (1995)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Takeshi Takawa: "Flexurao-Torsion Vibration Control of FIber Composite Cantilevered Beam by Using Piezo-Actuators" Proc. Tenth International Conference on Composite Materials,. V. 523-532 (1995)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 福田武人: "複合材はりのスマート化に関する研究-セラミックスピエゾ素子による曲げモードの最適振動制御" 材料. 44・505. 1255-1260 (1995)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Takehito Fukuda: "Damping Control of a CFRP Cantileered Beam with Electro-Rheological Fluids Actuator" Proc. of the 3rd International Conference on Intelligent Materials. 331-336 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Takeshi Takawa: "Robust Vibration Control of Fiber Composite Beam by Using Embedded Piezoceramic Actuators" Proc. of International Conference on Advanced Materials. 339-344 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Nobuo Oshima: "Effects of Waveform and Frequency of Electric Fields on Vibration Responses of an Electro-Rheological Fluids Based cfrp Cantilevered Beam" Memoirs of Faculty of Engineering, Osaka City University. 37. 1-7 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Takehito Fukuda: "Vibration Control of a CFRP Composite Beam with Piezoelectric Ceramics and Electro-Rheological Fluids Actuators" Proc. of 1st US-Japan Workshop on Smart Materials and Structures (in Press).

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Takeshi Takawa: "Flexural-Torsion Coupling Vibration Control of Fiber Composite Cantilevered Beam by Using Piezo-Ceramic Actuators" J. Smart Materials and Structures. (in press).

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] T.FUKUDA,S.KITADA,R.MITA and K.OSAKA: "Vibration Measurement of Fiber Composite Beam Using Interferometric Michelson Fiber Optical Sensor with Digital Processing" Proc.of Tenth International Conference on Composite Materials. V. 339-346 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] S.KITADE and T.FUKUDA: "Microscopic Observations of Optical Fibers Embedded in Curing Process into Composite Laminates" Proc.of 5th Japan International SAMPE Symposium. 25-28 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] S.KITADA and T.FUKUDA: "A New Technique for Detecting and Monitoring Impact Induced Damages in Fiber Composite Laminates with Embedded Optical Fibers" High Technology Composites in Modern Applications,Proc,of COMP'95. 477-481 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 北田真太郎、福田武人、逢坂勝彦: "光ファイバを用いたFRP積層板の衝撃損傷検出試験" 材料. 44. 1196-2000 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] T.FUKUDA,T.TAKAWA and T.TAKADA: "Robust Vibration Control of Fiber Composite Beams with Embedded Piezoceramic Actuators" Proc.of Fifth Int l Conf.on Adaptive Structures. 523-532 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 福田武人、高田俊弘、高輪武志: "複合材はりのスマート化に関する研究-セラミックピエゾ素子による曲げ1次モードの最適振動制御" 材料. 44. 1255-1260 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] T.TAKAWA,T.FUKUDA and T.TAKADA: "Flexural-Torsion Vibration Control of Fiber Composite Cantilevered Beam by Using Piezo-Actuators" Proc.of Tenth International Conference on Composite Materials. V. 331-338 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] T.FUKUDA and N.OSHIMA: "Use of Electro-Rheological Fluids for Damping Control of CFRP Beams" Proc.of Tenth International Conference on Composite Materials. V. 299-306 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書

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公開日: 1995-04-01   更新日: 2016-04-21  

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