知的電子複合材料の感知・応答・記憶及び破壊・損傷特性制御による高性能・長寿命化

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20560062
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 成田 史生 東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (10312604)
• 研究分担者: 進藤 裕英 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90111252)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 弾性・非弾性論 / 圧電強度・機能学 / 有限要素解析 / 材料試験 / 電子複合材料 / 電場・力学場相互干渉 / 知的材料システム / マイクロ・ナノデバイス

研究概要

本研究は, 知的電子複合材料の設計法及び強度・機能評価法を開発することを目的に, 圧電効果を有する電子複合材料の感知・応答・記憶及び破壊・損傷特性評価を行ったものである.具体的には, 傾斜機能圧電材料, 圧電繊維/エポキシ複合材料, 圧電積層材料の電気力学的挙動を理論・実験両面から解明し, 高性能・長寿命複合材料設計に資する有益な結果を得た.

研究成果

• [雑誌論文] Nonlinear Electromechanical Fields and Localized Polarization Switching of Piezoelectric Macro-Fiber Composites (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Shindo, F. Narita, K. Sato and T. Takeda
  • 雑誌名: Journal of Mechanics of Materials and Structures 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of Electromechanical Properties and Field Concentrations near Electrodes in Piezoelectric Thick Films for MEMS Mirrors by Simulations and Tests (2011)
  • 著者名/発表者名: F. Narita, Y. Shindo and K. Sato
  • 雑誌名: Computers and Structures 巻: 89-11/12 ページ: 1077-1085
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electromechanical Response of 1-3 Piezoelectric/Polymer Composites under DC and AC Electric Fields, AES Technical Reviews International Journals (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Shindo, F. Narita and T. Watanabe
  • 雑誌名: Part D : International Journal of Reliability and Safety of Engineering Systems and Structures 巻: 1-1 ページ: 23-30
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamic Characteristics and Electromechanical Fields of 1-3 Piezoelectric/Polymer Composites under AC Electric Fields (2010)
  • 著者名/発表者名: F. Narita, Y. Shindo and T. Watanabe
  • 雑誌名: Smart Materials and Structures 巻: 19 ページ: 075004(7)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nonlinear Electromechanical Fields and Localized Polarization Switching of 1-3 Piezoelectric/Polymer Composites (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Shindo, F. Narita and T. Watanabe
  • 雑誌名: European Journal of Mechanics-A/Solids 巻: 29-4 ページ: 647-653
  • 査読あり
• [学会発表] Electromechanical Filed Concentrations and Polarization Switching due to Interdigitated Electrodes in Piezoelectric Macro-Fiber Composites under Tension (2011)
  • 著者名/発表者名: F. Narita, Y. Shindo, K. Sato and T. Takeda
  • 学会等名: SPIE 18th Annual International Symposium on Smart Structures/NDE
  • 発表場所: San Diego, CA, U. S. A.
  • 年月日: 20110306-10
• [学会発表] Electromechanical Field Concentrations near Electrodes in Piezoelectric Thick Film Mirror Devices (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, Y. Shindo and F. Narita
  • 学会等名: SPIE 18th Annual International Symposium on Smart Structures/NDE
  • 発表場所: San Diego, CA, U. S. A
  • 年月日: 20110306-10
• [学会発表] 圧電ミラーデバイスの電極端近傍電気力学場集中 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐藤孔治, 進藤裕英, 成田史生
  • 学会等名: 第19回MAGDAコンファレンスin札幌
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 20101122-23
• [学会発表] 交流電場下における1-3圧電/ポリマーコンポジットの動的特性と電気力学場 (2010)
  • 著者名/発表者名: 成田史生, 進藤裕英
  • 学会等名: 日本機械学会M & M2010材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 長岡技術科学大学
  • 年月日: 20101009-11
• [学会発表] Nonlinear Electromechanical Response and Polarization Switching of 1-3 Piezocomposites (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Shindo, F. Narita and T. Watanabe
  • 学会等名: 11th Pan American Congress of Applied Mechanics (PACAM XI)
  • 発表場所: Foz do Iguacu, PR, Brazil
  • 年月日: 20100104-08
• [学会発表] 1-3圧電/ポリマーコンポジットの非線形電気力学場と局所分極回転 (2009)
  • 著者名/発表者名: 渡邉大樹, 進藤裕英, 成田史生
  • 学会等名: 日本機械学会2009年度年次大会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 20090913-16
• [学会発表] 傾斜機能圧電カンチレバーの非線形動的応答特性と自己センシング (2009)
  • 著者名/発表者名: 成田史生, 進藤裕英
  • 学会等名: 日本金属学会2009年春期(第144回)大会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス
  • 年月日: 20090328-30
• [学会発表] Nonlinear Dynamic Response and Self-Sensing of Functionally Graded Piezoelectric Transducers (2008)
  • 著者名/発表者名: F. Narita, J. Nakagawa and Y. Shindo
  • 学会等名: 22st International Congress of Theoretical and Applied Mechanics
  • 発表場所: Adelaide, Australia
  • 年月日: 20080824-29
• [学会発表] 傾斜機能圧電カンチレバートランスデューサの動的電気力学応答と自己センシング (2008)
  • 著者名/発表者名: 成田史生, 進藤裕英
  • 学会等名: 日本機械学会2008年度年次大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 20080803-07