| 研究概要 |
本研究では,複数の物理現象の相互作用を解析する連成有限要素解析手法を用いて,人工筋肉などへの応用が期待されている,イオン導電性高分子膜(ICPF)-金属複合材アクチュエータの動的変形挙動とメカニズムを明らかにすることを目的とした。
1.連成解析手法の検討
連成効果の測定・評価実験で得られた,ICPFアクチュエータの変形メカニズムに影響する連成効果の大きさを評価できる変形モデルに対し,連成解析手法との組み合わせ方,精度,解析時間について総合的に評価し,ICPFアクチュエータに適した連成解析手法を提案した。特に、数値的な不安定性の生じにくい、効率的な練連成手法について、理論的な検討と、数値実験を行い、検討した。
2.種々の条件下でのモデルと実験との比較
上記の連成変形モデルの適用性を検討するため,一様ではないメッキを施したり,不定形膜を用いるなどの条件で,解析と実験を比較・検証した。試料として他の材料を使用した場合や,溶液を粘性流体として流れを含めた連成解析への拡張を行い,汎用性や実用性の高い連成解析モデルを開発した。
3.今後の発展性の検討
サイズ,形状,構造を変えてICPFアクチュエータの動解析を行ない,モデルの問題点および今後の課題について,総合的に検討・評価した。特に、流れまで含めた連成解析が今後、必要になると考えられ、複合・多重連成解析手法の開発が重要と思われる。
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