磁歪繊維複合材料を用いた多機能ネジ型デバイスの開発

磁致伸缩纤维复合材料多功能螺杆式装置的研制

• 批准号: 21K03767
• 负责人: 森 孝太郎
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Ibaraki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03767/
• 关键词: 磁歪材料; 複合材料; 締結特性; 電磁力学特性; センシング; 材料力学

本研究は，軽量，高強度かつ力に対する感知機能を有し磁歪複合材料製のネジの開発を目的に，磁歪複合材料製ネジの感知・締結特性を理論的・実験的に解明するものである．また，感知・締結特性だけでなく，振動・衝撃による発電特性についても検討し，大量に配置することを前提とした，多機能なネジ型デバイスの設計理論・技術の確立も目指すものである．そこで，本年度は，FeCo長繊維を芯とした磁歪材料/エポキシ樹脂製ネジの作製および締結試験および理論計算を行い，感知特性の調査を行った．上記研究に関して，まず，FeCo長繊維を芯とした磁歪材料/エポキシ樹脂製ネジを作製した．ここで，FeCo長繊維に予荷重およびバイアス磁場を与えた状態で樹脂を硬化させることにより，ネジ内部に残留応力を発生させ，磁束密度変化量を向上させた．次に，締結試験を行い，軸方向ひずみおよびネジ先端の磁束密度変化を計測し，締付けトルクと軸力および磁束密度変化の関係を評価した．また，磁歪複合材料製ネジにバイアス磁場を印加した状態での締結試験も行い，バイアス磁場と磁束密度変化の関係についても調べ，試験時のバイアス磁場が及ぼす影響についても調査した．また，上記実験に理論計算結果を加え，作製した磁歪複合材料製ネジの機械的特性および締結特性についても評価した．これまで以上の通り研究を実施してきている．今後は引張方向だけでなくせん断方向の予荷重も負荷した磁歪複合材料製ネジを作製・試験を行い，引き続き磁歪複合材料製のネジの電磁力学特性の解明およびネジ型デバイスの多機能化や特性向上について検討していく．

In this paper, the theoretical and practical explanation of the sensing and bonding characteristics of magnetic-skew composite materials is presented for the purpose of developing magnetic-skew composite materials with high strength and high strength. The design theory and technical establishment of multi-functional production equipment are based on the premise that the sensing and connection characteristics are different, the vibration and shock characteristics are different, and the transmission characteristics are different. This year, the FeCo long dimension core and magnetic material/polymer resin production process and theoretical calculation were carried out, and the perceptual characteristics were investigated. In this paper, the author studies the development of FeCo magnetic materials. FeCo long dimension preload, magnetic field, resin hardening, residual force generation, magnetic beam density change Second, in the experiment, the relationship between the axial force and the magnetic beam density was evaluated. In addition, the magnetic composite material is produced in the state of magnetic field loss, and the relationship between magnetic field loss and magnetic beam density change is adjusted. The mechanical properties and the bonding properties of magnetic composite materials are evaluated by adding the theoretical calculation results. The above research has been carried out successfully. In the future, the application of load in the direction of tension and the direction of interruption will be carried out in the manufacture of magnetically distorted composite materials.

项目成果

磁歪複合材料製ネジの締結特性および内部軸力評価に関する研究

磁致伸缩复合螺钉紧固特性及内轴向力评估研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Kenichi Masuda;Sotomi Ishihara;Noriyasu Oguma;Minoru Ishiguro;Yoshinori Sakamoto and Mami Iwasaki;森 孝太郎，入屋 紀仁，成田 史生
• 通讯作者: 森 孝太郎，入屋 紀仁，成田 史生