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材料強度研究室

材料強度研究室

清水 一郎

各種機械に用いられる、さまざまな固体材料の変形特性を解明するとともに、その特性を最大限にいかした製品への応用をめざす。

Keyword
固体材料/塑性加工/変形シミュレーション
研究分野
材料システム

各種固体材料の優れた変形特性をいかす

固体に力を加えると、どのような変化が起きるのでしょう。それが分かれば材料となる固体の特性を、機械の性能向上にいかすことが可能となります。清水 一郎先生の研究室では、縦軸と横軸の両方から同時に変形させることで、固体の強度を測定できる二軸圧縮試験装置を独自に開発。金属、ゴム、ポリマーなどの材料を主な対象に、荷重と変形量の関係を調べています。
「材料から製品をつくるとき、実際にはさまざまな方向から力を受けながら変形していきます。そこで縦軸と横軸の両方から同時に圧縮できる装置を開発し、製品化過程でどのように材料の性質が変化していくのかを調べています」と清水先生。荷重を大きくするにつれて、材料にどのような変化があらわれるのか、もともとの寸法に対してどのように変形が進むのかといったデータを、ミクロン単位まで記録。こうした変形特性から、どのように材料を扱えば、優れた性質を得られるのかが分かるといいます。
学生たちは「狭まった血管を拡張させるステント」「自動車の揺れが車体に伝わるのを防ぐゴム」といったテーマで試験装置の開発や、実験結果に基づく変形シミュレーションなどに熱中。産学連携による活動も活発です。清水先生は「今後は材料評価の成果を工学の進歩と産業の問題解決につなげたい」と研究のビジョンを掲げています。
  • 材料強度研究室

    実験に使われているのは、研究室で開発した経路可変型二軸圧縮試験装置。それまでは一方向のみだった金属の圧縮を二方向にした、世界で1台のオリジナルだ