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2007 年度 実績報告書

超磁歪材料・薄膜システムの内部微視構造変化を考慮した電磁破壊・メゾ力学

研究課題

研究課題/領域番号 17656035
研究機関東北大学

研究代表者

進藤 裕英  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90111252)

研究分担者 成田 史生  東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (10312604)
キーワード弾性・非弾性論 / 電磁破壊力学 / メゾメカニックス / 有限要素解析 / 材料試験 / 超磁歪材料システム / 磁区回転 / 知的・電子材料システム
研究概要

本研究は,知的・電子材料システムの設計・開発及び信頼性・耐久性評価に資することを目的に,先端超磁歪材料・薄膜システムの電磁破壊力学特性を,マイクロ・ナノ構造及び磁区等との相互作用を考慮して解明したものである.得られた成果を要約すると以下の通りである.
1.磁歪材料Terfeno1-D(Tb_<0.3>Dy_<0.7>Fe_<1.9>)層と金属(SUS316・Cu・Al)基板から構成される超磁歪積層アクチュエータを作製した.そして,アクチュエータに磁場を印加し,伸びひずみを計測して,磁歪特性を評価した.また,有限要素解析(圧磁係数に及ぼす磁場の影響考慮)により,実験結果に理論的検討を加え,磁区回転に起因する非線形磁気力学特性解明に成功した.さらに,基板の先端たわみ及び内部応力に及ぼす磁場の影響を明らかにした.
2. (1)超磁歪/圧電積層デバイスの電磁力学特性に及ぼす内部微視構造変化(磁壁移動・分域壁移動等)の影響解明を目指し,傾斜機能圧電センサ・アクチュエータの動的曲げ試験・非線形有限要素解析を行った.そして,感知・応答特性に及ぼす電場・周波数及び分域壁移動等の影響を解明した.
(2)Terfenol-D層と圧電(PZT)板から構成される超磁歪/圧電積層デバイスを作製し,磁場による伸びひずみを計測して,磁歪特性を明らかにした.また,非線形有限要素解析(圧磁係数に及ぼす磁場の影響考慮)を行い,圧電板の先端たわみ・伸び,出力電圧及び内部応力に及ぼす磁場及び超磁歪層厚・積層構造の影響について検討を加えた.

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Characteristics of Detection and Response in Functionally Graded Piezoelectric Sensors and Actuators2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Shindo
    • 雑誌名

      International Journal of Advances in Mechanics and Applications of Industrial Materials 1

      ページ: 79-86

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Magnetic Field on Fatigue Crack Propagation of Single-Edge Cracked Soft Ferromagnetic Specimens under Mode I Loading2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Shindo
    • 雑誌名

      ASTM Journal of Testing and Evaluation 35

      ページ: 151-156

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Influence of Magnetic Field on the Fracture Toughness of Soft Ferromagnetic Materials

    • 著者名/発表者名
      Y.Shindo
    • 雑誌名

      Engineering Fracture Mechanics (in press)

    • 査読あり
  • [学会発表] Effect of Magnetic Fields on the Bending Behavior of Giant Magnetostrictive Laminated Actuators2008

    • 著者名/発表者名
      Y.Shindo
    • 学会等名
      Tenth Pan American Congress of Applied Mechanics
    • 発表場所
      Cancun, Mexico Grand Oasis Cancun
    • 年月日
      2008-01-10

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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