熱圧電材料の電極と母材間の界面き裂に関する破壊力学的研究

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(1)圧電材料の解析法に関する研究「き裂表面の電気的、力学的、熱的条件が圧電材料の破壊挙動に及ぼす影響」、「界面き裂の開口が圧電材料の破壊挙動に及ほす影響」についての理論研究を行うためには、それぞれの問題に適する解法の研究をする必要がある。そのため、まず、任意形状の介在物を有する圧電無限体が面外負荷を受ける場合についての研究を行い、等角写像を用いた複素関数法による一般解法を提案した。その結果を用いて、楕円介在物、三角形介在物、四角形介在物について、具体的な解の式表示を与えた。(2)き裂表面の電気的、力学的、熱的条件が圧電材料の破壊挙動に及ばす影響圧電材料が熱負荷を受けたとき、表面透過率、き裂近傍のスイッチング現象、き裂表面でのクーロン力が電極と圧電材料の母材との間に発生した界面き裂に及ぼす影響について、理論解析及び数値計算を行うことを目的に研究を進めている。そのため、まず二つの半無限電磁材料を接合した無限体が熱負荷の作用により部分剥離した場合の界面き裂問題の解析を行った。ポテンシャル関数を用いて解析に成功し、応力拡大係数の式表示を導出した。特別な場合として、等質材料の場合の応力拡大係数も求め、過去の結果と一致することを確認した。次に、二つの半無限圧電材料にはさまれた電極が熱負荷により部分剥離した場合の界面き裂問題の解析を行った。複素関数を用いて解析に成功し、応力拡大係数の式表示を導出した。特別な場合として、等質材料の場合の応力拡大係数も求めた。