| 研究課題/領域番号 |
26420811
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
池田 忠繁 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (40273271)
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| 研究分担者 |
仙場 淳彦 名城大学, 理工学部, 准教授 (60432019)
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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 | 構造・材料 / スマート構造物 / 複合材料・物性 / 解析・評価 / 構造・機能材料 / 航空宇宙工学 / 機械力学・制御 |
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| 研究実績の概要 |
当該年度は構造繊維として炭素繊維、機能素子として異方特性を有する圧電セラミックファイバー素子を用い、振動制御および形状制御に対する最適配置問題を検討した。母構造は炭素繊維を最適配置した炭素繊維強化樹脂の片持ち板とし、その表面に複数枚の圧電セラミックファイバー素子を接着することを想定した。圧電セラミックファイバー素子の配置に関しては、位置と角度を変数とし、複数枚接着する場合はそれらの重なりも許容すると仮定した。
振動制御に関しては、直接速度フィードバック制御法を用いることで、異方特性を持つ速度比例型の減衰要素として扱い、剛性を維持しつつ特定次数の減衰を増大させる場合を考えた。得られた結果に基づき、刺しゅう機で炭素繊維束を最適配置し、真空樹脂含浸法でエポキシ樹脂を含浸し、その後、指定位置・方向に圧電セラミックファイバー素子を接着し、多機能複合材板を製作した。ノイズ除去のためのフィルターにより、位相が遅れたため所定の性能は発揮できなかったが、設計法の妥当性や振動抑制の可能性は見いだせた。今後、フィルターも含めた最適化を行う必要がある。
形状制御に関しては、樹脂フィルムに直接炭素繊維を配置することで、最適配置炭素繊維層一層の母材を提案した。このため、材料定数と繊維間隔の関係は新たに計測した。圧電セラミックファイバー素子を駆動しある点の変位を最大にする場合と全体の剛性を高くする場合での炭素繊維束の最適経路、圧電セラミックファイバー素子の最適な位置・角度を計算した。得られた結果に基づき、多機能複合材板を製作し、実証試験により、設計法の妥当性と多機能複合材板の性能を評価した。
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