繊維強化プラスチックと圧電セラミクス素子の一体化に関する研究

纤维增强塑料与压电陶瓷元件一体化研究

• 批准号: 14750164
• 负责人: 大島 信生
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Osaka City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750164/
• 关键词: 圧電セラミクス; 繊維強化プラスチック; アクチュエータ; センサ; 損傷同定; オートクレーブ成型

昨年度の研究の研究にひきつづき、圧電セラミクスのセンサの埋め込み時の特性変化を複数の種類の圧電セラミクスを用いて行った。その結果、圧電セラミクスのセンサとしての特性変化は圧電セラミクスの種類に依存していることがわかった。また、圧電セラミクスの特性変化は一体化成型のときに生じるインピーダンスの上昇と関連があることが実験的にわかった。この一体化成型時のインピーダンス変化の原因は圧電セラミクスと繊維強化プラスチックの線膨張係数の違いによって生じる残留応力に起因する。この残留応力によって圧電セラミクスにプリストレインが与えられ、圧電セラミクスのインピーダンス変化が発生する。圧電セラミクスを繊維強化プラスチックに埋め込んだ場合、有限要素解析による解析を行ったところ、長さ方向および幅方向では圧縮力により縮小した状態にあり、分極方向(厚み方向)ではポアッソン効果により膨張しているという結果を得ている。この解析結果をふまえて実験結果をみたとき、この変化の差は圧電セラミクスの弾性率が大きいものの方が小さくなることがわかった。また、この圧電セラミクスを用いて成型後に繊維強化プラスチックの損傷同定に利用に関する研究を行った。その結果、振動モードを用いて損傷同定を行った場合、大きな剥離を伴うような損傷では振動モードが変化するので損傷が検知できるが小さな損傷の検知は困難であることがわかった。なお、損傷を作成する際、圧電セラミクスを繊維強化プラスチックに埋め込んだ場合、圧電セラミクスが残留圧縮応力下にあるため、表面に接着した場合と比較して衝撃力に対する耐性が向上していることがわかった。また、この圧電セラミクスを超音波用トランデューサとして使用することが可能か確認した。その結果、成型後に超音波用トランデューサとして利用できるが、検知する損傷に合わせた形状を検討する必要があることがわかった。

In the past year, the research has focused on the characteristics of voltage conversion, voltage conversion and voltage conversion. The result is that the characteristics of the voltage range are changed depending on the type of voltage range. The characteristics of the electric power supply system are changed to integrate the electric power supply system into the electric power supply system. The reason for the change of the temperature during the integrated molding is due to the residual stress caused by the deformation of the linear expansion coefficient of the voltage distribution and the dimensional strengthening. This residual force is generated by the voltage regulator and voltage regulator. The voltage field is divided into two dimensions: the first is the stress field, the second is the stress field, the third is the stress field, the fourth is the stress field, the fifth is the stress field, the fourth is the stress field, the stress field, the fourth is the stress field, the stress field, The analysis results show that the difference between the results of the analysis and the results of the analysis is small. The research on the utilization of the voltage regulator and the damage regulator was carried out after forming the voltage regulator. As a result, vibration damage occurs at the same time, and the damage is difficult to detect when large peeling occurs. When the damage is caused, the voltage level is increased, the residual pressure is decreased, the surface is adhered, and the impact force is increased. It is possible to confirm the presence of ultrasound in the field of ultrasound. The result is that after the formation, the ultrasonic wave is used to detect the damage.