SMP素子を用いた機能性ポリマーアロイの巨視的剛性のアクティブ制御に関する研究

利用SMP装置主动控制功能聚合物合金宏观刚度的研究

• 批准号: 15760523
• 负责人: 小野 裕之
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kyoto Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760523/
• 关键词: マイクロメカニックス; 複合材料; 形状記憶ポリマー; 形状固定性; 巨視的弾性係数; 異方性; ガラス転移点

形状記憶ポリマー(SMP)を強化基材として樹脂母材に埋め込んだインテリジェントマテリアルを想定し,その巨視的剛性の異方性に対するインテリジェント化の可能性について検討した.例えば,SMP強化基材の形状が繊維形状の場合,繊維の長手方向とそれに垂直な方向の巨視的弾性係数の値は異なり,材料は異方性となる.このような弾性異方性はSMP強化基材の形状に影響を受ける.研究代表者は弾性異方性に対するインテリジェント化は,SMP強化基材の形状固定性を利用することで可能であると考えた.母材中のSMP強化基材の形状固定性とは,所定の変形を与えたゴム状態のSMP強化基材を母材に埋め込み,これをSMPのガラス転移点以下の温度まで冷却しガラス状態にすると,変形が元に戻らずゴム状態で与えた形状が固定されるというものである.そこで,本研究では,SMP強化基材を含むインテリジェントマテリアルに対して,SMP強化基材の形状固定性を考慮したマイクロメカニックスによるモデル化と解析を行った.モデル化に際してはSMP強化基材の形状を任意の楕円体としてモデル化し,これを解析することでモデルの巨視的弾性係数をSMP強化基材のアスペクト比の関数として定式化した.得られた式を用いて,SMP強化基材の形状が回転楕円体と楕円柱の場合について,各形状に対応するアスペクト比の変化による巨視的弾性係数の変化を求めた結果,回転楕円体の場合,回転軸方向の巨視的弾性係数が同じ値を取るようなアスペクト比が2つ存在することがわかった.さらにこれらのアスペクト比に対応する回転軸方向に垂直な方向の巨視的弾性係数の値は互いに異なることもわかった.したがって,いずれのアスペクト比を選択するかによって異方性の度合いを変えることが可能であることがわかった.以上の結果より,SMP強化基材の形状を変化させることで巨視的剛性の異方性に対するインテリジェント化の可能性が示唆された.

Shape memory ポ リ マ ー (SMP) を reinforced backing と し て resin base に buried め 込 ん だ イ ン テ リ ジ ェ ン ト マ テ リ ア ル を し scenarios, そ の macroscope rigidity の square difference に す seaborne る イ ン テ リ ジ ェ ン ト change possibility の に つ い て beg し 検 た. Example え ば, SMP reinforced backing の shape が 繊 d shape の occasions, 繊 d の long hand direction と そ れ に な vertical direction の macroscope 弾 resistance coefficient on の numerical は different な り, material は square difference と な る. こ の よ う な 弾 sexual different party は SMP reinforced backing の shape に を by け る. Research representatives は 弾 sexual different party に す seaborne る イ ン テ リ ジ ェ ン ト は, SMP reinforced backing の shape fixity を using す る こ と で may で あ る と exam え た. の SMP in the parent metal reinforced backing の shape fixity と は, prescribed の を - shape with え た ゴ ム state の SMP reinforced backing を parent metal に buried め 込 み, こ れ を SMP の ガ ラ ス planning to move below の temperature ま で cooling し ガ ラ ス state に す る と, RMB - shaped が に 戻 ら ず ゴ ム state で and え た shape が fixed さ れ る と い う も の で あ る. そ こ で, This study で は, SMP reinforced backing を む イ ン テ リ ジ ェ ン ト マ テ リ ア ル に し seaborne て, SMP reinforced backing の shape fixity を consider し た マ イ ク ロ メ カ ニ ッ ク ス に よ る モ デ ル change line analytical を と っ た. モ デ ル change に interstate し て は SMP reinforced backing の shape を の 楕 has drifted back towards &yen; body と し て モ デ ル し, こ れ を parsing す る こ Youdaoplaceholder0 ト the elasticity coefficient of giant vision を the SMP reinforced substrate <e:1> アスペ ト the ト ratio of the <s:1> threshold number と て the て is standardized た た. Have ら れ た type を with い て, SMP reinforced backing の shape が back planning 楕 has drifted back towards &yen; body と 楕 column has drifted back towards &yen; の occasions に つ い て, each shape に 応 seaborne す る ア ス ペ ク ト than の variations change に よ る macroscope の 弾 sex coefficient of patches.by - を め た results, back to the planning 楕 has drifted back towards &yen; の occasions, back to the planning axis の macroscope 弾 resistance coefficient が with じ numerical を take る よ う な ア ス ペ ク ト than が 2 つ exist す る こ と が わ か っ た. さ ら に こ れ ら の ア ス ペ ク ト than に 応 seaborne す る back planning direction of vertical axis に な の macroscope 弾 resistance coefficient on の numerical は mutual い に different な る こ と も わ か っ た. し た が っ て, い ず れ の ア ス ペ ク ト than を sentaku す る か に よ っ て square difference の degrees or い を - え る こ と が may で あ る こ と が わ か っ た. の above results よ り, SMP reinforced backing の shape を variations change さ せ る こ と で giant depending on the side of rigid の に す seaborne る イ ン テ リ ジ ェ ン ト change possibility の が in stopping さ れ た.

项目成果

Micromechanical Analysis of Macroscopic Stiffness of a SMP Intelligent Composite Material

SMP智能复合材料宏观刚度的微观力学分析

• 发表时间: 2005
• 期刊: Memoirs of the Faculty of Engineering and Design Kyoto Institute of technology 53(未定)
• 作者: H.Adachi;Hiroyuki ONO
• 通讯作者: Hiroyuki ONO