東郷・島村・藤井研究室

静岡大学工学部 機械工学科

研究内容

2013.12.9 主に高校生を対象とした研究紹介サイト「夢ナビ」に研究室の研究活動の紹介がのりました.

※教員の研究業績(出版状況,外部資金獲得状況など)については,教職員ページから,各教員の業績リストをご覧ください.

高強度鋼の超高サイクル疲労に関する研究
近年、高強度鋼への107回を超える繰返し負荷による超高サイクル疲労破壊が問題となっている.そこで本研究室では,超音波振動子を用いた軸荷重疲労試験とねじり疲労試験の加速試験装置を用いて,高強度鋼の各種超高サイクル疲労特性について研究を進めている.

炭素繊維強化プラスチックの超高サイクル疲労に関する研究
近年、風力発電機ブレードへの炭素繊維強化プラスチックの適用が拡大している.風力発電機ブレードには108回程度の繰返し負荷が作用すると想定されているが,その実験的知見は少ない.そこで本研究室では,超音波振動子を用いた加速疲労試験装置を用いて,炭素繊維強化プラスチックの超高サイクル疲労特性について研究を進めている.

炭素繊維強化熱可塑性プラスチックの異材接合に関する研究
炭素繊維強化熱可塑性プラスチックは,従来のエポキシを母材とした繊維強化プラスチックに比べて生産性が優れていることから注目を集めている.そこで本研究室では,炭素繊維強化熱可塑性プラスチックと金属との異材接合に着目し,その抵抗融着に関する研究を進めている.

紡績性カーボンナノチューブを用いた高強度高分子基複合材料の開発
カーボンナノチューブはダイヤモンドに匹敵する高強度・高剛性・高熱伝導性を有し,電気伝導性も良好なことから,プラスチックの強化材・充填材として期待されている.そこで本研究室では,紡績性カーボンナノチューブを開発している静岡大学工学部電子物質科学科 井上翼研究室と協同し,カーボンナノチューブ集合体を繊維基材(プリフォーム)とした高強度複合材料の開発に関する研究を実施している.

セルロースナノファイバーを用いた高性能高分子基複合材料の開発
従来広く使われている複合材料は無機材料(ガラス・炭素)と石油由来プラスチックを組み合わせたものが主流であり,高性能ではあるがリサイクルが困難である.そこで本研究室では,植物由来材料(セルロースナノファイバー)に着目し,環境に優しい構造利用可能な複合材料の成形とその特性評価を実施している.

ステンレス鋼の応力腐食割れの発生とその評価に関する研究
ステンレス鋼は緻密な不動態皮膜を表面に形成することから優れた耐食性を有している.しかしながら,ステンレス鋼は腐食環境・引張応力の作用により腐食き裂(応力腐食割れ)が生じることが知られており,化学プラント等では重要な問題となっている.本研究室では,力学および結晶学の観点から応力腐食割れの発生機構について検討している.

原子力発電プラント用構造材料の応力腐食割れシミュレータの開発
原子力発電プラント等の構造部材では,応力腐食割れにより大きなき裂が発見され,重要な問題となっている.そこで本研究室では,応力腐食割れによる微小き裂の発生から,き裂の合体・成長により大き裂が形成される過程をコンピュータシミュレーションにより再現し,シミュレーション結果に基づいてSCC寿命を予測する方法を開発している.

構造用鋼の低サイクル疲労強度と疲労き裂発生・進展に関する研究
我が国は地震が多く発生する地域に位置しているため,国内に設置される各種機械・構造物は地震に耐えることが求められる.地震時には機械・構造物には大きな繰返し荷重が短時間に作用することから,構造材料の低サイクル疲労特性の評価が重要である.本研究室では,地震時に作用する荷重を模擬した疲労試験法を開発するとともに,疲労き裂の発生・進展挙動の評価を行っている.

放電プラズマ焼結による生体適合性複合材料の開発と強度評価
セラミック/金属焼結材はその生体適合性と機械的特性から人工歯根などへの応用が期待されており,生体適合性や機械的特性の評価が行われている.しかし,その機械的特性評価は硬さ試験・曲げ試験などの単純な機械的試験を実施している段階であり,傾斜機能化によりその特性を積極的にいかした材料設計はいまだされていない.そこで本研究室では,放電プラズマ焼結による成形手法を用いた傾斜複合機能材料の製作と,その力学的評価に基づいた傾斜構造最適化を提案する.