| 研究課題/領域番号 |
26420232
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
松尾 哲司 京都大学, 工学研究科, 教授 (20238976)
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| 研究分担者 |
藤原 耕二 同志社大学, 理工学部, 教授 (20190093)
美舩 健 京都大学, 工学研究科, 講師 (20362460)
開道 力 新日本製鐵株式會社技術開発本部, その他部局等, 研究員(移行) (20373558)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 電気機器工学 / 電子・電気材料 / シミュレーション工学 |
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| 研究実績の概要 |
研究代表者らは，材料の物性データから鉄芯の磁気特性を予測・模擬する物理的なモデル化手法の開発を進めている。本研究では，その手法に応力の影響を取り込み，機械的な応力が鉄芯材料の磁気特性に及ぼす影響を予測・模擬する基礎的なマルチフィジクス手法を開発した。研究期間で下記を実施しており，その中で最終H28年度には主に３と４を実施している。
［１．電磁鋼板の外部機械応力依存性の測定とベクトル励磁下の磁歪測定］ ベクトル励磁下での電磁鋼板の磁歪を計測するシステムを構築し，各方向交番磁束および回転磁束に対する磁気特性および磁歪特性の計測を行った。無方向性電磁鋼板の磁気特性について圧縮および引張り外部機械応力に対する依存性を測定した。
［２．６磁区集合磁区モデルの開発と応力特性の表現］ まず，６磁区単純化磁区構造モデルを単位セルとした集合磁区モデルを開発し，方向性電磁鋼板の圧延方向および直角方向の交番磁化特性の表現に成功した。また，磁気弾性エネルギー項を追加することにより，無方向性電磁鋼板の交番磁化特性に対する機械的応力の影響を表現することに成功した。いずれも，異方性定数などの材料定数からマクロ磁化特性を再現したもので，計測結果と定量的な一致を得ている。さらに，結晶粒とその周囲の多結晶媒質間の弾性的な相互作用をモデル化することにより，歪量や応力の鋼板内分布を考慮した，応力依存性詳細集合磁区モデル化手法を開発した。応力特性の計測データとの比較によりその有効性を示した。
［３．ピンニング磁界のモデル化］ ピンニング磁界の統計的な分布を仮定するモデル化を行った。２の磁区モデルに組込むことにより，電磁鋼板のヒステリシス特性を再現し，圧縮応力印加時の鉄損増加量を予測することに成功した。
［４．磁区モデルの高速解法の開発］ 効率的なエネルギー極小化の計算手法として部分的陰的解法を開発した。
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