| 研究課題/領域番号 |
26420015
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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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| 研究分野 |
機械材料・材料力学
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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) |
2014-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2014年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
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| キーワード | 不均質材料平板 / 動的弾性問題 / 動的熱弾性問題 / 応力振動挙動 / 力学的インピーダンス / 応力振動抑制法 / 圧電効果 / 磁性効果 / 応力振動 / 傾斜機能性材料 / 理論解析 / 特性曲線解析 / 印加電位差 / 印加磁場 / 傾斜機能性圧電材料 / 薄板 / 動的圧電弾性問題 / 逆圧電効果 / 動的問題 / 特性曲線法 / 解析解 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では，衝撃圧力が作用した不均質圧電材料平板の動的弾性問題を解析し，弾性波動の伝播によって誘起される応力振動の挙動を調査した．その結果より，圧縮性の定常応力振動が生じるか又は引張応力を伴った非定常応力振動が生じるかの支配因子は力学的インピーダンスであることが明らかになった．
次に，圧電材料や磁性材料で構成された不均質材料平板に衝撃圧力又は熱衝撃が作用した場合の動的弾性及び熱弾性問題を解析した．解析結果より，衝撃圧力が作用する場合は，適切な電位差又は磁位差の作用によって応力振動を抑制できることが示された．一方，熱衝撃が作用する場合は，磁界の作用によって熱応力振動を減衰できることが示された．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，不均質圧電材料平板に衝撃負荷が作用したとき，危険な引張応力を伴った非定常応力振動が生じることと，力学的インピーダンスが定数になるように平板を設計すると，比較的安全な圧縮性の定常応力振動が生じることを示した．次に，圧電材料や磁性材料で構成された不均質材料平板において，不可避に力学的インピーダンスが変化する場合，電位差，磁位差または磁界の作用によって，危険な非定常応力振動を抑制できることを示した．
これらの研究成果は，独創的で学術的に意義があるとともに，薄膜層で構成されるナノ電子デバイス等では応力振動が破壊要因となるため，応力振動の抑制法の開発は社会的にも意義があると思われる．
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