| 研究課題/領域番号 |
11555037
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| 研究機関 | 東京工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
黒崎 茂 東京工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (70042710)
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| 研究分担者 |
高橋 三男 東京工業高等専門学校, 物質工学科, 助教授 (40197182)
清水 昭博 東京工業高等専門学校, 機械工学科, 助教授 (90149914)
吉村 靖夫 東京工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (20042682)
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| キーワード | 圧電センサー / 知能材料 / ポリフッカビニリデン / 実験応力解析 / 疲労き裂伝播 / ひずみゲージ / 応力集中 |
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| 研究概要 |
圧電高分子薄膜ゲージ(ポリフッカビニリデン(以下PVDF))は、力を加えることにより大きな出力電圧を発生する。このため、計測系に増幅アンプを必要としない。このような性質を利用して、材料自らが疲労き裂発生伝播をひずみ検知ができれば、材料の損傷検出の知能化にもつながる。
上記に示した圧電性の性質を利用して、平成12年度では下記の目的で研究を行った。
(1)圧電高分子薄膜ゲージを用いての疲労き裂伝播測定実験の実施。
疲労き裂伝播測定において、圧電高分子薄膜ゲージとクラックゲージとの結果が一致することを実験的に示した。すなはち圧電高分子薄膜ゲージが、疲労き裂伝播測定に使用できることが証明された。さらに繰返し荷重条件を変えることにより、PVDFゲージの出力電圧がどのように変わるか実験的に調べた。使用した試験片は、前年度同様CT試験片を用いた。
(2)圧電高分子薄膜ゲージの出力電圧から疲労き裂長さの算出方法の開発
平成12年度は、さらに圧電高分子薄膜ゲージの出力電圧から、疲労き裂長さを計算する方法を開発した。すなはち繰返し荷重の荷重振幅を各種変え、圧電高分子薄膜の出力電圧を実験から求め換算式によりき裂長さを求める実験式を提案し、応力ひずみシンポに発表した。
(3)疲労き裂伝播検出ゲージの開発
円孔縁等の応力集中部近傍から発生した疲労き裂の発生を、検知することを想定したクラックゲージを開発した。クラックゲージの形状は、圧電高分子薄膜を円孔曲率に適合する形状にカットして製作した。疲労き裂長さの実測値と本研究で開発したクラックゲージとでよい一致をみた。
(4)圧電高分子薄膜によるひずみ測定法の開発
圧電高分子薄膜を使い、ひずみゲージを作成し、ひずみ測定を試みた。圧電高分子薄膜の基礎式から、ひずみ解析式を導いた。実験を行い実際のひずみゲージと比較した結果、両者とも同様な傾向が得られた。
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