Akiniwa Lab
Yoshiaki AKINIWA
  秋庭 義明  Yoshiaki AKINIWA
職   名:教授
研究組織:大学院工学研究院
       システムの創生部門/システムのデザイン分野
教育組織:大学院工学府
       システム統合工学専攻/機械システム工学コース
学部組織:工学部生産工学科
担当講義:<大学院>破壊強度学,破壊強度学特論
       <学  部>材料強度学
       <第二部>
専   門:材料強度および非破壊評価
連絡先  :E-mail
秋庭研究室ホームページ
関連リンク
● 研究テーマと概要 ●
 形あるものを具現化するためにはそれを構成する素材が不可欠である.さらに,合理的な形状寸法を決定するためには,素材が有する材料特性ならびに変形破壊機構を把握することが重要となる.本研究室では,材料の強度の観点から物事の本質を理解し,実用的な応用までを見据えた役に立つ技術を開発することを目的としている.
1.微視破壊力学に基づく破壊・疲労寿命診断学の創成
 要素の変形破壊の本質は原子間結合の分断と再結合であり,その上位階層では転位の発生や構造構築,結晶学的なすべりやへき開割れ,そしてマクロな変形・破壊として観察される.すなわち,マクロな特性を理解するためには,微視的な力学に基づく解析が必要となる.ここでは,微視的な観点から変形・破壊を捉え,高精度な強度予測・寿命予測が可能な診断学を創生することを目的とする.
2.マイクロ・ナノスケールでの変形・破壊シミュレーションによる強度損傷解析と材料構造設計
 要求される材料特性の実測による直接的な評価では,最適構造を見出すための試行錯誤的な試みが不可欠とされる.これに対して,実測された材料の基本的なデータ(結晶構造,変形損傷等)と数値解析を有機的に結合した破壊解析を行うことによって,最適設計や信頼性評価への合理的なアプローチが可能となる.ここでは,マイクロ・ナノスケールにおける変形・破壊機構のモデリングを通して数値シミュレーションによって強度解析を可能とし,要求性能を発現するための材料そのものの最適構造設計を可能とするためのシステムを構築する.
3.非破壊測定法を援用した応力・ひずみおよび損傷評価技術の開発
 構造設計においては,非破壊的に部材要素内部の応力やひずみの状態を把握することが要求される場合が多い.このとき結晶質の材料では,回折現象を利用してこれらが評価可能である.新しい光源である量子ビーム(電磁波,電子,中性子)を駆使することによって,微小領域内,極薄膜,大型機械要素内部などのマルチスケールでの応力解析が可能であり,これらを相補的に利用することによって,高精度な強度解析を可能にすることを目的とする.
Molecular dynamics simulation of stress distribution near grain boundary. Stress distribution near fatigue cracks in long SiC fiber reinforced Ti alloy composite.

● 主な公表論文 ●
(1) Y. Akiniwa, T. Suzuki and K. Tanaka, In-Situ X-Ray Stress Measurement in Electrodeposited Cu Foils Under Tensile and Fatigue Loading, Key Engineering Materials, 353-358 (2007) pp.2395-2398.
(2) Y. Akiniwa, T. Fujii , H. Kimura and K. Tanaka, Evaluation of fiber bridging stress of short fatigue cracks in SCS-6/Ti-15-3 composite, Fatigue and Fracture of Engineering Materials and Structures, 30 (2007) pp.258-266.
(3) Y. Akiniwa, S. Stanzl-Tschegg, H. Mayer, M. Wakita and K. Tanaka, Fatigue Strength of Spring Steel Under Axial and Torsional Loading in the Very High Cycle Regime, International Journal of Fatigue, 30 (2008) pp.2057-2063.
(4) 秋庭義明,木村英彦,鶴尋貴,中村亜有子, 超音波周波数におけるステンレス薄板の曲げ疲労試験, 日本機械学会論文集(A編), 74, 742 (2008) pp.879-884.
(5) Y. Akiniwa and H. Kimura, Determination of Residual Stress Distribution in Severe Surface Deformed Steel by Shot Peening, Materials Science Forum, 571-572 (2008) pp.15-20.

Experimental and analytical technologies useful for design and reliability assessment of complex components should be developed. The objective of the reserarch project is to obtain information to find the optimum structure to satisfy the performance required. Furthermore, in a structural design, it is often required to understand the state of the stress and the strain in the components nondestructively. In the crystalline material, the stress can be evaluated by the diffraction technique. The stress state in the small area, thin films and interior of the components can be evaluated by using X rays, the synchrotron radiation and the neutron. A highly accurate strength analysis can be executed by using diffraction method complementarily.

BACK