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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本年度の研究実施(1)電極と母材との界面き裂を一般化された2次元問題への拡張に関する研究電極を任意の形状とした場合、任意形状の電極を有する圧電材料に面内荷重や面外荷重が作用する場合の一般解法についての研究を行った。具体例として、楕円含有物、三角形含有物、四角形含有物について簡単な形の解を示した。熱負荷を受ける異なる二つの電磁圧電材料に界面き裂が存在する場合の応力拡大係数の解を複素関数法で求めた。特にき裂内部の電磁場の挙動について詳細に検討した。さらに、母材と界面き裂の電磁場の挙動について詳細に検討するため、空気と圧電材料が接しているときの電磁場に関する、基本的な問題であるグリーン関数を求めた。(2)圧電材料の母材が傾斜機能材料の場合、傾斜組成が圧電材料の破壊挙動に及ぼす影響圧電材料が熱的負荷を受ける場合、母材を傾斜機能材料にすることにより、界面き裂の応力拡大係数を制御できる可能性がある。傾斜組成分布の界面き裂の応力拡大係数に及ぼす影響について研究し、最適組成分布等について検討中である。昨年からの研究成果を、国際会議で2回(21^<st> IUTAM Congress, IUTAM Symposium in Beijing)発表を行った。