圧電部に非線形弾性係数を導入した伝達マトリクス法によるランジュバン振動子の圧電体の非線形弾性係数の測定

摘要

ボルト締めランジュバン振動子は、水中ソナーや医療用超音波メス、加工機などハイパワー用途に広く用いられている。ボルト締めの効果として、引張応力に弱い圧電体に圧縮予圧を与えることで、応力振幅を最大限にとることができ、ハイパワー駆動を可能としていると説明されるが、物理的原理は明らかでなく、最適予圧の導出法は確立されていない。本研究では、伝達マトリクス法に非線形弾性係数を導入し、ボルト締めランジュバン振動子の非線形性について解析を可能とした。さらに、ランジュバン振動子を製作し、測定したアドミタンス特性から非線形弾性係数が得られることを確認した。