様々な荷重条件下における傾斜機能材料のき裂エネルギー密度理論による破壊解析

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当初、傾斜機能性材料の破壊に関する研究を行うことを計画し、当該材料におけるCEDの性質についての理論的研究を進めたが、目指す条件を満たす材料の確保が困難となったことから、対象を、機能性材料の一種であり、その優れた電気力学的特性のため様々な分野で応用されながら、その強度、破壊挙動については多くの未解決の問題が残されている圧電材料に移して研究を進めた。破壊実験としては圧電材料には適用例がほとんどないDouble Torsion試験(DT試験)を採用した。DT試験によるとき、通常材料においてはき裂が進展してもほぼ力学的応力拡大係数は一定に保たれることが知られているが、電気的挙動と力学的挙動の間に連成がある圧電材料においては、電気的負荷の下での電気的応力拡大係数が、き裂が進展してもほぼ一定に保たれることを理論的検討、実験によるコンプライアンス測定を通じて示した。また、電気的負荷、力学的負荷を同時に加えることができる圧電材料用DT試験のための装置を設計、製作し、さらに自然なき裂を有するき裂試験片の作製法を確立し、これらにより、各種電界レベルの下での破壊実験、電気的疲労破壊実験を実施し、データを取得した。就職により帰国時期が2ケ月早まったため必要な実験の実施に専念し、予定した実験はほぼ終了したが、データの解析、成果の論文としての最終的なまとめは今後引き続き行う。