圧電高分子フィルムを用いたひずみ測定法

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14550091
• 研究機関: 東京工業高等専門学校
• 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)
• 研究分担者: 高尾 寛 (株)共和電業, 特機部, 部長 ; 吉村 靖夫 東京工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (20042682)
• キーワード: 圧電高分子 / ポリフッカビニリデン / 圧電性 / 非破壊検査 / 実験応力解析 / ひずみ測定 / ひずみゲージ / 応力集中

研究概要

圧電高分子フィルム(ポリフッカビニリデン、略称PVDF)は、力を加え変形させると大きな出力電圧を発生する。この現象は、フィルムが圧電性を有するために自分自身で電圧を生じる現象である。発生電圧と外力との関係は、非常に線形性がよいために、従来のひずみゲージと同じ形で使うことが可能と考えられる。しかも従来のひずみゲージのように電源と増幅アンプを必要としない有利な利点をもっている。
本研究は、上記に示した圧電高分子フィルムの利点を生かし、ひずみ測定に利用できるよう下記に示す研究テーマを設定して今年度(平成14年度)実施した。
1.電フィルムをひずみゲージモデルとして設定し解析式の誘導を行った。導いた解析式の有効性を確認するために実験を行い、精度よい結果が得られた。(平成14年度日本機械学会全国大会で発表、2002年)
2.圧電フィルムは異方性があるため、圧延方向(1)とそれに直角方向(2)の2方向の電圧を測定する必要がある。そのため(1)と(2)の2方向を同時に測定できるよう、フィルムを重ね合わせたひずみゲージを試作し実験を行った。実験の結果、試作重ね合わせフィルムの精度が確認でき有効性の確認が得られた。(日本非破壊検査協会・第34回応力・ひずみ測定と強度評価シンポジウム講演発表2003年)
3.圧電フィルムを用いてのせん断ひずみ測定式の誘導と誘導式の正当性を実験で確認した。(日本実験力学会2002年度年次講演会発表、日本非破壊検査協会第34回応力・ひずみ測定と強度評価シンポジウム講演発表)
4.主ひずみ測定用の3軸方向ひずみ測定用のロゼットゲージを、圧電フィルムを使って試作した。試作した圧電フィルムロゼットゲージの検証を実験で行った。(日本非破壊検査協会・第34回応力・ひずみ測定と強度評価シンポジウム講演発表2003年)

研究成果

• [文献書誌] 黒崎 茂: "圧電高分子フィルムを用いたひずみ測定"金属. Vol.72,No.4. 33-36 (2002)
• [文献書誌] 黒崎 茂: "ひずみ検知への圧電高分子フィルムの応用(一定繰返し荷重下でのひずみ測定)"日本機械学会材料力学部門講演会講演論文集. No.02-05. 359-360 (2002)
• [文献書誌] 黒崎 茂, 山口賢一(東京高専): "圧電高分子フィルムの特性を利用したひずみ測定法"日本機械学会材料力学部門講演会講演論文集. No.02-05. 161-162 (2002)
• [文献書誌] 黒崎 茂, 山口賢一: "圧電高分子フィルムを用いたひずみ測定法(ひずみゲージモデルの解析式と実測例)"日本機械学会2002年度年次大会・講演論文集. No.02-01. 5-6 (2002)
• [文献書誌] 黒崎 茂, 江口 拓: "圧電高分子フィルムを用いたせん断ひずみ測定法"日本実験力学会2002年度年次講演会講演論文集. No.02. 94-99 (2002)
• [文献書誌] 熊澤光力, 黒崎 茂: "圧電高分子ひずみゲージの試作とひずみ解析法"日本非破壊検査協会・第34回応力・ひずみ測定と強度評価シンポジウム講演論文集. Vol.34. 135-140 (2003)
• [文献書誌] 土川晃, 黒崎 茂: "せん断ひずみ測定用圧電高分子ひずみゲージの試作とせん断ひずみ解析法"日本非破壊検査協会・第34回応力・ひずみ測定と強度評価シンポジウム講演論文集. Vol.34. 141-146 (2003)
• [文献書誌] 増田龍一, 黒崎 茂: "圧電高分子フィルムによるロゼットゲージの試作"日本非破壊検査協会・第34回応力・ひずみ測定と強度評価シンポジウム講演論文集. Vol.34. 151-156 (2003)
• [文献書誌] 相山喜祈, 黒崎 茂: "圧電高分子フィルムを用いたひずみモニタリング"日本非破壊検査協会・第34回応力・ひずみ測定と強度評価シンポジウム講演論文集. Vol.34. 157-162 (2003)
• [文献書誌] 黒崎茂, 山口賢一: "ひずみ測定への圧電高分子フィルムの応用"2002年秋季マイクロメカトロニクス学術講演会講演論文集. 17-18 (2002)
• [文献書誌] 長谷部慎一郎, 黒崎 茂: "圧電高分子フィルムを用いた面外曲げひずみ測定への応用"日本非破壊検査協会・応力・ひずみ測定分科会講演論文集. No.40058. 36-41 (2002)
• [文献書誌] 相山喜祈, 黒崎 茂: "圧電高分子フィルムを用いた構造部材のひずみモニタリング"八王子産学公連携機構研究成果等発表講演会要旨集. 46-47 (2002)