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研究概要

基礎力学、弾塑性論に基づき、固体の変形や破壊、接触・摩擦現象の実践的モデリングに関する研究に取り組んでいます。また、工学上の各種具体的な問題に対して提案モデルを用いた数値シミュレーション解析を実施し、機械や構造物の最適設計・最適制御・最適管理法の高度化に資することを目指しています。最近の主な研究テーマは次の通りです。（1)治癒セラミックスの損傷－自己治癒挙動および強度ばらつきのモデリングと数値解析；（2) 鉱山機械・災害用ロボット・探査ローバーを対象としたテラメカニクス；（3)速度と状態に依存する摩擦現象のモデリングと数値解析

アドバンテージ

数値シミュレーション解析での活用を念頭に、これまでに、①セラミックスの損傷－自己治癒構成モデル、②機械と大地の相互作用モデル、③速度依存性摩擦モデルを提案しています。これらはユーザーサブルーチン化することにより、様々な有限要素法汎用ソフト、マルチボディダイナミクス解析ソフトに実装することができます。

事例紹介

（1)自己治癒セラミックスに関する研究では、き裂の進展のみならずその自己修復過程をも記述できる損傷モデルを提案しています（図参照）。また、セラミックスの特徴である確率的な破壊挙動を表現する解析スキームを確立しています。

（2)テラメカニクスに関する研究では、汎用テラメカニクス実験装置と数値解析を活用するとともに、実機ベースでの検討を行っています。

（3)トライボロジーに関する研究では、スティックスリップ運動の検討を可能とする速度・圧力依存性摩擦モデルを提案しています。

主な所属学会

日本機械学会 / 日本計算工学会 / 日本トライボロジー学会 / 非破壊検査協会

主な論文

『Full strength and toughness recovery after repeated cracking and healing in bone-like high temperature ceramics』「Scientific Reports., 10, No.18990」2020年
『Kinetics-based constitutive model for self-healing ceramics and its application to finite element analysis of Alumina/SiC composites』「Open Ceramics, 6, No.100135」2021年
『Finite element analysis of fracture behavior in ceramics: Prediction of strength distribution using microstructural features』「J Am Ceram Soc., pp.1-14」2021年

主な著書

「数値解析と表面分析によるトライボロジーの解明と制御」第6章3節 テクノシステム 2018年
「自己治癒材料の開発に不可欠なシミュレーション技術」第2章 pp.11-18 日経BP 2018年
「セラミックスの破壊統計に関する有限要素解析」pp.152-156 日本ファインセラミックス協会 2018年

主な研究機器・設備

汎用テラメカニクス実験装置（車輪走行）
万能試験機（オートグラフ）

主な地域活動（国内、特に神奈川県内）

非破壊検査協会教育部門ひずみゲージ試験専門委員