| 研究課題/領域番号 |
19K04076
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18010:材料力学および機械材料関連
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| 研究機関 | 島根大学 |
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研究代表者 |
芦田 文博 島根大学, 学術研究院理工学系, 教授 (60149961)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 傾斜機能性平板 / マルチフェロイック材料 / 動的弾性問題 / 特性曲線法 / 非定常応力振動 / 適応的制御 / 圧電効果 / 磁歪効果 / 不均質平板 / センシング機能 / アクチュエータ機能 / モニタリング機能 / 磁歪材料 / 応力振動 / 圧電材料 / 動的弾性逆問題 / 適応的ロバスト制御 / 機能性材料 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，機能性材料で構成された不均質平板に未知の衝撃負荷が作用して表面間の電位差が測定された場合を想定した動的弾性問題を解析することによって，
・非定常応力振動の発生を検知するセンシング機能の発現法の確立
・非定常応力振動をロバスト制御するアクチュエータ機能の発現法の確立
・未知の衝撃負荷に適応して非定常応力振動をロバスト制御する機能の発現法の確立
・非定常応力振動の適応的ロバスト制御機能の発現に最適な不均質平板の材料設計
を行う．さらに，研究成果をとりまとめて公表し，技術資料として提供する．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，傾斜機能性マルチフェロイック複合材料平板に未知の衝撃圧力が作用して表面間の電位差振動が測定された場合を想定し，平板内に生じる危険な非定常応力振動を適応的に制御できる解析モデルを提案した．初めに，動的弾性逆問題を解析し，電位差から未知の衝撃圧力が推定できることを示した．次に，平板に適切な磁気的負荷が作用した場合について動的弾性順問題を解析し，非定常応力振動が効果的に抑制できることを示した．さらに，抑制後の電位差振動から非定常応力振動の抑制状態をモニタリングできることを示した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
傾斜機能性平板に衝撃負荷が作用すると，平板内に引張応力を伴って振幅が大きく変動する非定常応力振動が生じる．そこで，損傷を防ぐために，衝撃負荷に適応して非定常応力振動を制御するモデルの提案が必要になっている．本研究の学術的価値は，未知の衝撃負荷が作用した場合の傾斜機能性マルチフェロイック複合材料平板を解析モデルに，圧電効果と磁歪効果を利用すると，非定常応力振動を適応的に制御でき，さらに制御後に非定常応力振動をモニタリングできることを示したことである．今後，波動伝播及び微小変位や振動などを適応的に制御する研究に発展することが期待される．
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