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誘電エラストマー基複合材料の構造設計による革新的アクチュエーターの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K05702
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関福岡工業大学

研究代表者

朱 世杰  福岡工業大学, 工学部, 教授 (60283032)

研究分担者 陳 献  山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (70313012)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード誘電エラストマー材料 / アクチュエーター / 複合材料 / 電気ー力学特性 / 誘電エラストマー / アクチュエータ / エラストマー / 電気力学特性
研究成果の概要

誘電エラストマーアクチュエーターの粘弾性と応答性を改善するため,ナイロン繊維を利用して複合エラストマーシートを開発した。カーボングリス内のカーボンブラック含有率は40wt%の場合,変形量と絶縁耐力を両立できる.繊維などの強化材間隔を狭くすることで拘束力を増加することができ,変形方向の制御および最大変形量の増加を行うことが出来た.また,強化材太さを変えることで拘束力を増加させ,曲げ変形を制御できた. さらに,繊維の間隔 や方向による影響を評価するため,異方性を考慮した非圧縮超弾性材料モデルを導入し,有限要素法により誘電エラストマーにおける電気・力学連成挙動の解析 手法を構築した.

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Innovative Elastomer Transducer Driven by Karman Vortices in Water Flow2017

    • 著者名/発表者名
      Seiki Chiba、Kenta Hasegawa、Mikio Waki、Koji Fujita、Kazuhiro Ohyama、Shijie Zhu
    • 雑誌名

      Journal of Materials Science and Engineering A

      巻: 7 号: 3 ページ: 121-135

    • DOI

      10.17265/2161-6213/2017.5-6.002

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of Wave Generation Module for Small Ships Using Dielectric Elastomer2017

    • 著者名/発表者名
      Mikio Waki、Seiki A. Chiba、K. Ohyama、S. Zhu、Noriyuki Oya、K. Fujita
    • 雑誌名

      Journal of Materials Science and Engineering B

      巻: 7 号: 4 ページ: 171-177

    • DOI

      10.17265/2161-6221/2017.7-8.007

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] The Electromechanical Behavior of Dielectric Elastomer Actuator Stiffened by Fiber2018

    • 著者名/発表者名
      Longzhou LYU, Shijie ZHU
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Advanced Materials Research
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fatigue degradation in Clay Reinforced Nylon Matrix Nanocomposites by Thermal Exposure2017

    • 著者名/発表者名
      S. Zhu
    • 学会等名
      The 4th China-Japan Joint Symposium on Fatigue of Engineering Materials and Structures
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 複合型誘電性エラストマーアクチュエータの開発及び特性評価2016

    • 著者名/発表者名
      大西航助,朱世杰
    • 学会等名
      一般社団法人 日本機械学会 M&M2016 材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      2016-10-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] DEGRADATION OF MECHANICAL PROPERTIES IN NYLON MATRIX HYBRID NANOCOMPOSITES AT HIGH TEMPERATURES2016

    • 著者名/発表者名
      朱 世杰
    • 学会等名
      The 4th International Conference on Nannocomposite and Nanomechanics
    • 発表場所
      Italy, Vicenza
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Electro-mechanical Performance of Strengthened Elastomer Actuator2016

    • 著者名/発表者名
      Kosuke ONISHI,Shijie ZHU
    • 学会等名
      The 1st FIT-ME Symposium on chemistry and applications of inorganic layered materials
    • 発表場所
      福岡工業大学
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 誘電性エラストマーアクチュエータの開発に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      大西 航助, 朱 世杰
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2015カンファレンス
    • 発表場所
      慶応義塾大学
    • 年月日
      2015-11-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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