8Mechanical Systems Engineering繰返し疲労およびクリープ、静的および衝撃荷重下における金属および高分子材料の強度特性9Mechanical Systems Engineering固体材料・構造物の強度評価 き裂進展後のはんだ接合部10【研究テーマ】・原子力発電設備用構造材料の高温環境下でのクリープおよび疲労特性【内容】高温において高い強度が求められる原子力発電設備の構造材料のクリープ強度と疲労特性を実験で求めるとともに、き裂の発生寿命や複数き裂の進展および合体条件を調べ、構造材料の健全性評価につなげる。【研究テーマ】・金型用鋼材の疲労強度特性と鋼材内部の結晶組織との関係に関する研究【内容】冷間、熱間、温間鍛造に用いられる種々の金型鋼材について、回転曲げ疲労試験によりギガサイクル領域も含めたS-N特性を明らかにするとともに、平面曲げ疲労試験ではレプリカ法によりき裂の発生寿命や進展特性を調べる。高温条件下でも種々の強度特性を明らかにする。リポートリポート温度変動はんだ接合部の初期状態（き裂部分は要素が削除されている）固体力学講座教授 堀川 教世高温クリープ試験機（左上）と高温疲労試験機（左下）。右下は実験中の炉内。 実験終了後の試験片（右上）はいずれも黒く変色している。固体力学講座准教授木下 貴博地域産業（機械・材料・エレクトロニクス・土木建築など）におけるものつくりを数値シミュレーションと材料試験を活用して支援します。・最先端の大規模並列コンピューティング技術を活用して、 ものつくりを支援します。 定常・非定常の熱伝導シミュレーション 弾性・非弾性・大変形・接触の応力シミュレーション 【受賞】Best Paper Award (Mechanics), InterPACK2011Conference, July 2011・ 材料試験機を活用して、ものつくりを支援します。 材料や構造物の強度評価試験（引張・圧縮・曲げ） 材料や構造物の疲労強度試験（低サイクル・高サイクル）固体材料の強度設計法に基づいて、「固体力学のコンピュータシミュレーション」や「材料・構造物の疲労強度試験」に取組むことで、ハードウェアの破壊を防止し、安全・安心な社会を作ることに貢献します。（＊）（＊）大規模応力シミュレータを活用した疲労き裂の発生とき裂進展挙動の解析スマホ、タブレットやパソコンといった電子機器は、電源のON/OFFにともなって温度の変動が生じます。機器の使用状況や設計などによっては、はんだ接合部にき裂が発生し、進展してしまうことで、機器が故障することがあります。大規模応力シミュレータを活用して数値計算を行い、き裂の発生と進展挙動を解析しています。研究分野材料力学、破壊力学、信頼性工学、衝撃工学、材料強度学、設計工学研究内容機械の破壊（破損）事故の70〜80％は疲労が原因と言われています。本研究室では材料の疲労強度特性（ギガサイクル領域を含む）と高温強度特性を中心に研究を行っています。また、衝撃荷重下での材料の強度評価や機器の小型化に必要な微小サイズの材料の強度評価、高分子材料の強度評価、さらには環境負荷低減の観点からリサイクル複合材料の開発も行っています。私の研究のポイント本研究室では金属および高分子材料の静的、疲労、衝撃荷重下での強度試験が可能です。疲労条件下でのき裂進展試験も行っており、き裂の発生寿命や進展特性の評価が可能です。現在、熱間鍛造や温間鍛造を想定した高温条件下での静的、クリープ、疲労強度試験に取り組んでおり、鍛造用鋼材や金型用鋼材の高温強度特性に関する研究を進めています。また、ＳＨＰＢ法 を採用した材料の衝撃試験も行っています。一方、高分子材料では常温から100℃の範囲で軟質塩化ビニール等の圧縮・引張クリープ特性の評価を行っています。フォトリソグラフィー 技術を応用した微小サイズの材料の強度試験も可能です。直径１０μmの高分子単繊維の引張試験や圧縮試験はその典型例です。県内外の企業と機械の長寿命化や小型化に必要となる材料の強度評価や新しい材料の開発の研究を進めています。研究分野材料力学、固体力学、バイオメカニクス、応力シミュレーション研究内容私の研究のポイント
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