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残留応力場の制御によるプログラマブル・ソフトマテリアルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K17941
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関島根大学

研究代表者

森本 卓也  島根大学, 総合理工学研究科, 准教授 (30451660)

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
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード座屈 / 残留応力 / 残留ひずみ / ミスフィットひずみ / エラストマ / 形状記憶ポリマー / ソフトマテリアル / しわ / 曲げ / 曲率
研究成果の概要

2次元のシート内の残留応力場を制御することで3次元形状を生み出すプログラマブル・ソフトマテリアルを実現するための基礎として,残留応力(ひずみ)場が形状変化に及ぼす影響を調査した.シリコーンエラストマと形状記憶ポリマーを用いた実験系を構築し,局所的な膨張・収縮を引き起こすことで残留応力場を形成した.面外方向もしくは面外方向の一方向にのみ残留応力を生じるような二層構造では,膨張・収縮の大きさと系の長さパラメータによって変形後の曲率を最大化する組み合わせが存在することが分かった.一方,膨張・収縮の異方性が存在する場合には様々な変形モードへと座屈することが確認された.

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

    (10件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件)

  • [学会発表] ミスフィットひずみによる環状シートの変形解析2018

    • 著者名/発表者名
      富田 峻啓, 森本 卓也, 芦田 文博
    • 学会等名
      日本機械学会中国四国支部第56期総会・講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ミスフィットひずみによるポリマーシートのモーフィング2017

    • 著者名/発表者名
      森本 卓也, 富田 峻啓, 芦田 文博
    • 学会等名
      第28回新構造・機能制御と傾斜機能材料シンポジウム <FGMs2017>
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Morphing of a circular sheet via differential strain2017

    • 著者名/発表者名
      T. Morimoto, T. Tomita, F. Ashida
    • 学会等名
      The 3rd International Workshop on Advanced Dynamics and Model Based Control of Structures and Machines, Ural Branch of Russian Academy of Sciences, Perm, Russia
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ソフトマテリアルのモーフィング2017

    • 著者名/発表者名
      森本 卓也
    • 学会等名
      トライボロジー会議2017秋(高松)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Morphing patterns of bilayer elastomers2016

    • 著者名/発表者名
      Morimoto T., Ashida F.
    • 学会等名
      The Fifth Asian Conference on Mechanics of Functional Materials and Structures
    • 発表場所
      Shanghai University, P. R. China
    • 年月日
      2016-10-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 残留膨潤によるコンポジットエラストマの変形応答2016

    • 著者名/発表者名
      田村 勇樹, 森本 卓也, 芦田 文博
    • 学会等名
      日本機械学会 M&M2016 材料力学カンファレンス講演論文集
    • 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] エラストマの積層化によるモーフィング2016

    • 著者名/発表者名
      森本卓也
    • 学会等名
      日本機械学会 計算力学部門講演会 (CMD2016)
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2016-09-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Shape transformations of elastomeric sheets due to residual stresses2015

    • 著者名/発表者名
      T. Morimoto, F. Ashida, Y. Hayashi
    • 学会等名
      2nd International Workshop on Advanced Dynamics and Model Based Control of Structures and Machines
    • 発表場所
      Vienna University of Technology, Vienna, Austria
    • 年月日
      2015-09-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Numerical simulation of a neo-Hookean bilayer under biaxial loads2015

    • 著者名/発表者名
      T. Morimoto, F. Ashida
    • 学会等名
      International Workshop of Pattern Formulation in Soft Materials
    • 発表場所
      The St. Regis Tianjin, Tianjin, P. R. China
    • 年月日
      2015-06-01
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [図書] Swelling-Induced Bending of Hydrogel Bistrips, in: A.K. Belyaev, H. Irschick, M. Krommer (Eds.) Dynamics and Control of Advanced Structures and Machines2017

    • 著者名/発表者名
      T. Morimoto, F. Ashida, Y. Hayashi
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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