圧電アクチュエータを用いたアダプティブ有孔板の最適応力集中緩和の研究

• 研究課題/領域番号: 08875021
• 研究種目: 萌芽的研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 関根 英樹 東北大学, 工学部, 教授 (20005359)
• 研究分担者: 胡 寧 東北大学, 工学部, 助手 (60250685)
• 研究期間 (年度): 1996
• 研究課題ステータス: 完了 (1996年度)
• 配分額: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円); 1996年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
• キーワード: アダプティブ有孔板 / 応力集中緩和 / 圧電アクチュエータ / 最適化問題 / 数値解析 / 知的構造

研究概要

アダプティブ有孔板の最適応力集中緩和に関して、理論的および実験的な次の三つのテーマについて研究を実施した。
1.圧電アクチュエータとしてチタン酸ジルコン酸鉛系圧電セラミックスを用いたアダプティブ有孔板の積層理論による定式化を行い、数値計算モデルを作成し電界誘起ひずみによる基板内の応力を算出するための有限要素法プログラムを開発した。
2.任意の変動する外荷重条件下での最適応力集中緩和を実現する各アクチュエータへの印加電圧を数理計画法により決定するための最適化コンピュータ・プログラムを開発した。また、最適応力集中緩和を実現する各アクチュエータへの印加電圧を求め、データベース化する手法を検討した。
3.チタン酸ジルコン酸鉛系圧電セラミックスをエポキシ基板に設置したアダプティブ有孔板を構成し、インストロン型疲労試験機による実験によりアダプティブ有孔板の最適応力集中緩和の実現を確認した。