| 配分額 *注記 |
16,900千円 (直接経費: 16,900千円)
2005年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2004年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2003年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2002年度: 8,600千円 (直接経費: 8,600千円)
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| 研究概要 |
本研究は,先端圧電材料システムの破壊・疲労特性に及ぼす電気弾性・非弾性相互干渉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,知的・電子材料システムの設計・開発及び寿命・構造健全性評価に資することを目的に,4年間の研究を実施し,以下の成果を得た.
1.き裂を有する圧電材料システムの電気弾性解析を行い,エネルギー解放率・エネルギー密度等に及ぼす電場の影響を解明し,衝撃応答や疲労き裂成長挙動についても同様に検討・考察を加えた.また,き裂近傍における局所分域回転を考慮した有限要素解析法を開発し,圧電材料システムの非線形破壊力学的挙動解明に成功した.
2.圧電セラミックスの圧子圧入・予き裂導入破壊・ダブルトーション試験及び有限要素解析を行い,破壊・変形特性に及ぼす電場・分域回転の影響を解明した.また,圧電セラミックスを対象に,改良型小型パンチ(MSP)試験・有限要素解析を行い,破壊時の荷重及びMSPエネルギーに及ぼす電場・分域回転の影響を明らかにした.
3.片側縁き裂を有する圧電セラミックスの三点曲げによる静疲労試験及び繰返し疲労き裂進展試験を行い,破断時間や疲労き裂進展挙動に及ぼす電場の影響を解明した.また,走査型電子顕微鏡による破面観察を行い,粒内・粒界破壊について考察した.さらに,有限要素解析を行い,エネルギー解放率を求めて,実験結果に理論的検討を加えた.
4.表面・内部電極を有する圧電積層材料の電極端近傍応力・電束密度集中について検討・考察した.また,表面・内部電極を有する圧電円柱や圧電積層アクチュエータの電極端近傍における電気弾性場集中に及ぼす印加電圧・分域回転の影響及び非線形挙動を理論的・実験的に解明した.さらに,三層・傾斜機能圧電アクチュエータの非線形曲げ試験・有限要素解析を行い,たわみに及ぼす直流・交流電場及び分域回転・分域壁移動の影響を明らかにした.
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