| 研究課題/領域番号 |
08455049
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
機械材料・材料力学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
進藤 裕英 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90111252)
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| 研究分担者 |
堀口 勝三 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (30219224)
上田 整 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10176589)
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| 研究期間 (年度) |
1996 – 1998
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| 研究課題ステータス |
完了 (1998年度)
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| 配分額 *注記 |
7,900千円 (直接経費: 7,900千円)
1998年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
1997年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
1996年度: 4,900千円 (直接経費: 4,900千円)
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| キーワード | 弾性論 / 電磁破壊力学 / 数理解析 / 有限要素解析 / 材料試験 / 電磁材料 / 電磁弾性相互干渉 / 破壊勒性 / 導電性・磁性材料 / 圧電セラミックス / 破壊靱性 / 強電磁場 / 超伝導応用機器 / 電子・電気機械デバイス / 圧電積層材料 |
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| 研究概要 |
本研究は、電磁材料システムの破壊・変形挙動に及ぼす電磁場の影響解明に関する理論的・実験的研究を行ったものである。すなわち、電磁力応用機器の設計及び信頼性・安全性評価に資することを目的に、3年間の研究を実施し、以下の成果を得た。
1. 貫通き裂を有する導電性・磁性材料平板の磁気弾性解析を行い、曲げモーメント拡大係数に及ぼす磁場・波動場の影響を解明した。
2. 磁性材料平板の曲げ試験を行い、変形挙動に及ぼす磁場の影響を明らかにした。また、平板曲げ試験に関する磁気弾性解析を行い、理論解析結果と実験結果を比較して理論の妥当性を検証した。さらに、き裂を有する磁性材料平板の曲げ試験及び磁性材料の双片持ちはり試験を行い、応力拡大係数に及ぼす磁場の影響を明らかにした。
3. 超伝導マグネット用構造材料母材及び溶接材の極低温・強磁場下における破壊・変形実験及び数値シミュレーションに関する基礎的研究を実施し、検討を加えた。
4. (a) き裂を有する圧電材料及び圧電複合材料の電気弾性解析(応力拡大係数、エネルギー解放率、疲労き裂成長速度)を行い、電気破壊力学的挙動を解明した。また、表面電極を有する圧電セラミックスの電気弾性挙動を理論解析し、電極端近傍における応力及び電束密度を解明した。
(b) き裂を有する誘電材料の電気弾性波散乱解析を行い、動的応力拡大係数に及ぼす電場の影響を解明した。
5. (a) 圧電積層板の曲げ試験・有限要素解析を行い、電気弾性変形挙動を解明した。
(b) 圧電セラミックスの圧子圧入試験・有限要素解析を行い、電気破壊・変形挙動を解明した。また、圧電セラミックスの予き裂導入破壊試験を行い、圧子圧入法による電気破壊靭性評価式を提案した。
6. 電磁場と力学場の相互干渉を考慮した電磁材料力学・破壊力学に関する数値シミュレーションを行った。また、理論・実験両面からの検討結果を有機的に結合し、電磁力応用機器材料システムの設計・開発・評価に資する有益な結果を得た。
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