琉球大学工学部工学科 機械コース

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材料力学分野

真壁朝敏 教授

機器の破壊事故の90%以上は疲労に起因しているので、疲労破壊の問題について主に研究している。

最近のテーマは表面改質した材料の疲労強度と破壊機構に関する研究、ひずみ情報による1ミリの疲労き裂発生の検出、電子機器用材料(はんだ)の疲労特性、多軸応力下の疲労き裂発生と伝ぱ挙動、転がり疲労とせん断形疲労におけるき裂の伝ぱと損傷機構である。

新しい機器の開発により、新しい疲労や破壊の問題が生まれるので、現場においても疲労の問題を解決することは重要である。特に、本研究室で重点をおいているものは部材の疲労寿命の評価についての研究である。

機器の寿命を向上させるためには、材料の改質も重要な問題の1つである。そのため本研究室では、窒化、ショットピーニングそして溶射等を行うことによって部材の表面改質を行い、その部材の疲労特性を明らかにし、疲労寿命の向上に着目した検討を行う。

また、それと同時に表面改質された部材から発生する疲労き裂の検出手法についても検討し、部材の疲労破壊を未然に防ぐ手法について研究を行っている。


宮崎達二郎 准教授

金属材料が非金属介在物などの異材,ポロシティや鋳造欠陥などを含む場合,その疲労強度はばらつくことが知られている.

本研究室では,そのような材料内に確率的に存在する欠陥を統計的に取り扱うことで,疲労強度の信頼性を定量的に評価する方法の研究を行っている.特に最近では,複数の欠陥の干渉による応力の軽減効果に注目して研究を行っている.


藤川正毅 助教

主に高分子材料を対象として,実験結果や理論解析に基づいたCAE解析が実用レベルで使用出来ることを目指して研究に取り組んでいます.以下に,代表的な研究題目を紹介します.

  1. 粘弾性解析のための材料定数同定法の開発

    CAEを利用した高分子材料の応力・ひずみ解析には,多くの場合で粘弾性解析が用いられます.しかし,材料試験より得られた結果から,粘弾性解析の材料定数を同定する作業は煩雑であり,実用面では大きな問題となっています.本研究では,材料定数同定の自動化・高精度化を目的として,新しい計算方法およびシステムの開発を行っています.

  2. ゴムの二軸引張り試験における公称値の計算式の開発

    大変形を有するゴムの材料試験には,二軸引張り試験が主として採用されています.しかし,二軸引張り試験では,単軸引張り試験と比べて,試験片の掴み方に制約が生じるため,単純には被載荷領域を特定できない問題が生じます.本研究では,ゴム材料の力学特性を正確に把握することを目的として,「二軸試験における計測結果」から「公称応力・公称ひずみ」を,定量的に算出する簡易計算式の開発を検討しています.

  3. 高分子材料(ゴムやプラスチック等)の構成則の開発

    高分子材料の力学特性の評価には,主として実験的な検証が用いられます.しかし,コストや工数の低減,実験結果の定量性や応用性を高めるために数値計算による支援が期待されています.本研究では,汎用FEMをベースとして,「定量的な応力・ひずみ解析を目指した材料モデルの開発」および「開発した材料モデルの材料定数同定法の構築」の研究を進めています.

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