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電磁場中で作動する超伝導応用機器の強度設計・安全性評価にあたっては、電磁弾性場の相互干渉を詳細に検討し、これに基づく電磁破壊力学的研究を実施する必要がある。また電磁場下のき裂の分岐、進展、破壊に至る現象の解明には、応力拡大係数の評価の他、き裂先端近傍の特異応力場の詳細な電磁弾性解析が必要となる。本研究では、以上の点に鑑み、基本的電磁構造材である電導体、強磁性体、誘電体など複雑な物性に支配される電磁破壊力学問題の基礎式を導き、非定常応答問題を中心にき裂の電磁弾性解析を行い、その特異応力場を解明した。得られた成果を要約すると、以下の通りである。
1.磁場内における有限き裂を有する電導体の非定常電流による特異応力き裂を有する構造材に電流が流れると電流場は〓乱され、強磁場と相互作用してき裂先端に特異応力を誘起する。本研究では、電磁場下のき裂材として、磁場内における2次元内部き裂を有する無限電導体を考え、非定常電流による動的応力拡大係数を理論解析した。
2.き裂を有する柔らかい強磁性板の磁気弾性波散乱
一様磁場内における貫通き裂を有する柔らかい強磁性板の磁気弾性波散乱解析を行い、き裂先端の動的特異磁気曲げモーメントに及ぼす磁場の影響を解明した。また強磁場板の磁気弾性振動と波動に関する基礎的検討を行うため、板面に任意角度の磁場内における薄板を考え、1枚の場合、2枚の場合について理論解析した。周波数方程式を求め、たわみ波の位相速度に及ぼす磁場の影響を明らかにし、磁気弾性不安定についても考察を加えた。
3.ピエゾ電気材料の電気弾性理論と動的応答
電場と機械的変形の間に連成効果を生ずるピエゾ電気材料の破壊動力学解析と準備として、半無限体の移動荷重による動的応答を解明した。
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