| 研究概要 |
本研究では,超弾性形状記憶合金と強磁性材料からなる強磁性形状記憶合金複合材を開発し,実際に航空分野での応用が期待される高負荷能力,大変形能を有する磁気駆動アクチュエータへ適用することを目的としている.本年度は,複合材コイルバネの断面形状の最適化について検討を行った.また,複合材板バネの磁場構造達成解析を行い,より小さな磁力で大きな変位を得るための寸法比の検討を行った.さらに,複合材板バネの作製方法,曲げ試験方法についての検討も行った.本年度,得られた結果は以下の通りである.
(1)高出力で高負荷能力かつ高変形能力を有するのに適した断面形状として矩形断面複合材コイルバネを提案し,断面のアスペクト比,複合材構成比,両構成材料の材料特性を変化させたときの変形挙動を解析し,最大荷重と最大変位について検討することで設計要求に対し最適な選定指針を得ることができた.
(2)二層複合材板および一層連結複合板の板バネに対して磁場構造達成解析を行い,最適な厚さ比,長さ比の検討を行った結果,厚さ比は0.4,長さ比は0.6が最適であることがわかった.また,二層複合材板よりも一層連結複合板の方がアクチュエータとして適していることが明らかとなった.
(3)強磁性材と形状記憶合金を金属用接着剤で接合し,曲げ試験を行い,接合方法・曲げ試験方法の検討を行った結果,接着剤で接合した場合,接着剤層でのせん断ひずみが影響し,解析結果との差異が生じることが明らかとなった.また,四点曲げ試験中に荷重点で接合部の剥離が生じることがわかった.今後これらの影響をなるべく受けない接着・接合方法の検討を行う必要がある.
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