| 研究概要 |
本研究は,センサ・アクチュエータ等を一体融合化した知能電子デバイスの設計・開発に資することを目的に,圧電効果を有する電子複合材料の検知・判断・応答特性評価を数値シミュレーション・実験両面から行うものである.本年度は,傾斜機能圧電材料,圧電繊維複合材料をモデル化し,材料内部・界面の構造等を考慮して電気力学解析を行い,機能特性に及ぼす複合構造・界面及び使用条件等の影響を解明した.また,電子複合材料の電気力学試験を行い,性能についても同様に検討した.得られた成果を要約すると以下の通りである.
1.傾斜機能圧電センサ・アクチュエータを対象に,曲げ試験及び有限要素解析を行い,検知・応答特性に及ぼす電気力学的負荷・傾斜組成分布の影響を明らかにした.実験は,電気弾性特牲を傾斜化させた片持ち・両端固定圧電積層はりに交流電圧を印加し,たわみ・音圧測定を行った.また,集中荷重を負荷し,発生する電位も計測した.さらに,分域壁移動を考慮した有限要素解析により,実験結果に理論的検討を加え,非線形たわみ・音圧レベル・出力電位・内部応力分布と傾斜組成との関連についても考察した.
2.(1)圧電繊維複合材料の検知・応答特性に及ぼす材料内部の構造・欠陥等の影響解明を目指し,圧電繊維を対象に,三次元き裂(円板状・円環状き裂等)の電気弾性挙動を理論解析し,エネルギー解放率・エネルギー密度等に及ぼす電場の影響を明らかにした.また,円環状き裂を有する圧電繊維複合材料の軸対称問題を取り上げ,き裂の電気弾性挙動を理論的に解明した.
(2)圧電1-3コンポジットの検知・応答特1生に及ぼす複合構造・界面及び使用条件の影響解明を目指し,基礎的研究を進めている.
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