固体力学研究室

瀧澤 英男 准教授

Laboratory

研究室紹介

機械構造や部品に、どれだけ負荷がかかっているのか、どれだけ力が加わると壊れてしまうのかを理論的に説明する学問が固体力学です。この知識と技術は機械の設計や事故原因の究明に欠かせません。基礎的な研究に取り組むことで、変形現象を理論的に説明する力を育みます。

主な研究紹介

金属材料の塑性特性のモデリング

自動車のパネルなどに使われる金属板は、圧延によって製造されるため、材料特性に強い異方性を持ちます。このような異方性はプレス加工における材料の変形予測を難しくします。この研究では、材料の塑性異方性を、簡易実験によりモデル化する方法を提案し、高度な変形予測技術の確立に寄与することを目的とします。図は材料の異方性を測定するための試験方法の概念と液圧バルジ試験の有限要素解析の結果を示しています。

多孔質体の変形特性の測定とモデル化

材料の内部に多くの空隙を持つ材料は「多孔質体(Porous material)」と呼ばれます。多孔質体の力学特性には、基材の材料特性だけでなく、ミクロ構造が強く影響します。この研究では、ミクロ構造がマクロ特性に与える影響を、実験と数値解析により体系的に整理することを目的としています。図は、金属繊維を焼結して作成される多孔質体の実験例です。構造の方向性によって強い異方性が発現していることがわかります。

大変形する構造材の測定と解析

弓道で用いられる弓は変形によって力学的エネルギを蓄積し、これを矢の運動エネルギに変換しています。この研究では、弓のように大きな変形を示す構造部材の変形の様子を実験および計算によって再現します。計算では線形による予測の範囲を超えるので、大変形理論を用いて解析を行います。図は「引分け」動作による弓の変形を測定する試験機とその結果を示しています。この研究では、実験と解析により構造材形状の合理性を明らかにすることを目的としています。