研究テーマ

1. 固体力学における逆問題解析
固体力学に関する逆問題解析を応用した,新しい計測技術の開発を行っている.電磁気,電磁波,温度,応力などの計測可能な物理量をもとに,逆問題解析によるパラメータ同定を行い,直接計測できないものを計測する手法を開発している.実験的検討および数値シミュレーションの両面からの研究を行っている.実施例としては,熱伝導逆問題解析に基づく塗装膜下の応力分布同定,熱伝導逆問題解析による加熱炉断熱材の損耗推定などがある.

2. 高精度赤外線カメラを用いた非破壊評価手法開発に関する研究
高速・高分解能な温度計測が可能な高性能赤外線カメラを用いた非定常温度変動分布計測に基づき,材料・構造物に存在する欠陥・損傷の非破壊評価法開発に関する研究を行っている.鋼橋梁の疲労き裂,石油タンク,航空宇宙用複合材料など様々な構造材料を対象に実験的アプローチを主体に研究を行っている.


橋梁ならびに航空宇宙用複合材料の評価

3. 高精度赤外線カメラを用いた熱弾性応力計測による構造健全性トリアージ
高性能赤外線カメラを用いた熱弾性温度変動計測に基づく応力分布計測技術の高度化手法を開発し,および塑性変形により発生する微小な不可逆発熱の分布を高精度に評価する手法を開発し,材料・構造物に存在する欠陥・損傷を非破壊的に評価するとともに,実働負荷下での欠陥周辺の力学状態を計測する手法の開発,およびこれに基づき構造物の健全性を保障する構造健全性トリアージに関する研究を行っている.


橋梁のき裂計測

4. 赤外およびテラヘルツ分光による材料評価
赤外およびテラヘルツ領域の電磁波が持つ,人体,環境に無害,優れた物質透過性,指紋スペクトルなどの特徴を活かした非破壊評価法開発のための基礎研究を行っている.赤外およびテラヘルツ分光イメージング計測システムを開発し,機械構造物の見えない損傷の可視化に取り組んでいる.

THz-TDS 計測

5. 散逸エネルギ計測に基づく疲労強度評価
製品のモデルチェンジのサイクルが早まるなか,長時間の試験が必要とされる部品の耐久性の調査に対して,より迅速な疲労強度評価法が必要とされている.散逸エネルギと呼ばれる微小な塑性変形による温度変動を赤外線カメラで計測し,この散逸エネルギを用いて材料の疲労強度を簡単かつ迅速に調べる手法を開発している. 本手法では,危険な負荷を受けた場合および脆弱な部分では高い散逸エネルギが計測されるため,耐久性の可視化が可能となる.赤外計測に,デジタル画像相関解析法を用いた光学的観察や原子間力顕微鏡(AFM)によるナノスケール観察を組み合わせることにより,散逸エネルギの発生メカニズムの解明を行っている.産業界で広く使用される鉄鋼材料から,軽量金属,生体適合性材料として注目されるマグネシウム合金や繊維強化複合材料など幅広い材料が対象となる.


散逸エネルギの計測とき裂発生位置の予測

6. 赤外計測+X線回折を用いた転位動解析
散逸エネルギおよびその信号の位相は塑性変形のメカニズムである転位挙動を反映している.そこで散逸エネルギに基づく転位動解析シミュレーションを開発する.散逸エネルギ計測とX線回折や電子線後方散乱回折(EBSD)による結晶方位測定結果などと組み合わせた実験的検討や,結晶方位を考慮したFEM解析,転位動解析を通して,疲労損傷過程における双晶変形,水素脆化などの劣化や損傷メカニズムの解明を試みる.


マグネシウム合金のEBSD測定結果およびヒステリシスループ

これまでの共同研究
本州四国連絡高速道路,石油天然ガス金属鉱物資源機構(JOGMEC),国土交通省,関西電力,千代田化工建設,新日鐵住金,豊田中央研究所,三菱重工業,DIC,神戸製鋼所,コニカミノルタ,トーカロ,首都高速道路技術センター,NEC,日本アビオニクス,住友大阪セメント,JFEスチール,川田工業,NEXCO西日本エンジニアリングほか