权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

核融合用超伝導デバイスの健全性をモニタリングする絶縁型磁歪複合材料システムの創出

创建绝缘磁致伸缩复合材料系统，用于监测核聚变超导装置的健康状况

基本信息

批准号：
20J21413
负责人：
帷子健一
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では，電磁力学的エネルギー変換型フェロイクス（磁歪繊維）要素材の微視的機能設計により，外力負荷に高感度に反応し，力センシングや微小振動発電を可能とする絶縁型磁歪複合材料システムの創出を第一優先課題とする．そして，内部応力や経年劣化をモニタリングし，電池レスで信号を送信する絶縁性パイプの開発を目指し，磁歪材料であるFe-Co繊維をガラス繊維強化プラスチック（GFRP）に埋め込んだ複合材料を試作して，強度特性とセンサ機能を極低温環境下で評価する．令和4年度では，磁歪Fe-Co繊維の導入本数を変えてGFRP複合材料を作製し，4点曲げ試験を行った．4点曲げ試験では，曲げ荷重による磁束密度分布の変化をホール素子を用いて計測した．また，曲げ応力モニタリング機能に関する理論モデルを構築し，実験結果に理論的検討を加えた．以下に得られた結果の要約を示す．(1) Fe-Co繊維を埋め込んだ磁歪GFRP複合材料の4点曲げ試験による磁束密度変化は，Fe-Co繊維の積層位置が試験片中央から試験片表面側に移行するに伴い増加する傾向となった．また，曲げ弾性率および最大曲げ応力について評価を行い，GFRP単体の機械特性と同等の値が得られた．このことから，GFRP単体が使用される箇所に磁歪GFRP複合材料を置換することで，機械特性を維持しながら磁束密度計測による非接触応力測定を可能とする指針が示された．(2) 材料力学に基づく組合せはりモデルおよび複合則を併用し，曲げ応力とFe-Co繊維の逆磁歪効果の関係について考察した．曲げ応力により誘起される空間の磁束密度変化が，初期段階において線形に増加した後，ある曲げ応力に達したときに一定の値で推移することが明らかになった．この応力を複合材料の設計応力とする新たな複合材料設計を可能とする手法を確立した．

This study is about the functional design of the microscopic view of the electromagnetic mechanics' electromagnetic transformation model (magnetic distortion), and the high external force load. The creation of a high-sensitivity, high-reflection, micro-vibration electromagnetic composite material is the No. 1 priority issue.そして, internal power や経annual deterioration をモニタリングし, battery レスでsignal をThe message is sent with the same characteristics as the original one, and the magnetic distortion material is Fe-Co繊dimensional reinforced plastics (GFRP) composite materials were tested and the strength characteristics and functional properties were evaluated in extremely low temperature environments. In the 4th year of Reiwa, the introduction of magnetic distortion Fe-Co dimensional material into the original number of GFRP composite materials was made, and the 4-point song was tested and tested. 4-point test is performed, and the load and magnetic flux density distribution of the curve are changed and measured using the test method.また, qu げ応力モニタリング Functional に Off する Theory モデルを Construction し, 実験 Result に検 Discussion を plus えた. The following is a summary of the results of the offer. (1) Fe-Co dimensional stability and magnetic distortion of GFRP composite materials have been tested and the magnetic beam density has been changed, Fe -The lamination position of the Co-dimensional layer is in the center of the test piece, and the surface side of the test piece is shifted, and the direction is increased and the tendency is increased.また, the bending property rate is the same, the maximum bending force is the same, the mechanical properties of the GFRP unit are the same, and the mechanical properties of the GFRP unit are the same.このことから, GFRP single body uses される箇sho にMagnetic distortion GFRP composite material を replacement することで, Mechanical properties are maintained, magnetic flux density measurement is possible, non-contact force measurement is possible, and pointer indication is possible. (2) Mechanics of materials is based on the combined use of the combination of the base material and the composite principle, and the relationship between the distortion force and the Fe-Co dimensional inverse magnetic distortion effect is investigated. The magnetic flux density changes in the space induced by the bending force, and the linear increase in the initial stage is After the した, the あるqu げ応力に达したときに must be the の値でchange the することが明らかになった.この応力をDesign of composite materials 応力とする新たなComposite material designをpossibilityとするtechniqueをEstablishedした.