耐環境構造工学研究室
■専門分野
材料強度学、環境材料、構造解析
■研究の内容
■研究室分野キーワード
■関連業種
FSW（摩擦攪拌接合）を用いたポーラスメタル作製法開発を軸に、その実用化のために必要となる各種構造材料の強度評価や損傷程度のセンシング技術に関する研究を行っています。現在の研究テーマとしては、以下のものがあります。 1）FSWを用いたポーラスメタルの作製法と材料特性評価技術の開発 2）鋳造欠陥の3次元的形状・分布の可視化とアルミニウム合金ダイカストの疲労強度評価 3）各種構造用鋼材の超高サイクル疲労特性評価 4）発振回路法を用いたひずみ計測システムの高精度化と損傷センシング
機械・制御
一般機械製造業
輸送用機械器具製造業
金属製品製造業
輸送用機械器具製造業
金属製品製造業
■教員研究テーマ
① 摩擦攪拌接合（Friction Stir Welding）を用いたポーラスメタルの作製と高機能化 ② ポーラスメタルの材料特性評価技術の開発 ③ 発振回路を用いた小型計測シひずみセンサーの開発と損傷センシング④ 鋳巣の三次元形状・分布を考慮したアルミニウム合金ダイカストの疲労強度評価 ⑤ 各種構造材料の疲労特性および寿命評価技術の開発⑥ その他道具・資機材の強度試験
■相談可能な分野
■保有機器
■研究室のスタンス
FSW（摩擦攪拌接合）
構造解析
疲労設計
強度評価
ひずみ計測
損傷センシング
構造解析
疲労設計
強度評価
ひずみ計測
損傷センシング
FSW（摩擦攪拌接合）装置
軸力疲労試験機（98 kN）
引張圧縮試験機（98 kN）
小野式回転曲げ疲労試験機
レーザ顕微鏡
軸力疲労試験機（98 kN）
引張圧縮試験機（98 kN）
小野式回転曲げ疲労試験機
レーザ顕微鏡
■研究パネル
■特許番号・出願番号
- 発泡金属前駆体の製造方法及び発泡金属の製造方法 半谷禎彦、宇都宮登雄 PCT/JP2010/052821 WO2010/106883
- 発泡金属用前駆体および発泡金属の製造方法、並びに前記製造方法で製造された発泡金属用前駆体および発泡金属 半谷禎彦、宇都宮登雄 PCT/JP2009/065097 WO2010/029864
- 発泡金属用前駆体および発泡金属の製造法，並びに前記製造方法で製造した発泡金属用前駆体および発泡金属 半谷禎彦、宇都宮登雄 特願2008-235131
■主な著書
- 演習・材料力学（2005/09 培風館刊行）
- 有限要素法のモデル化技術と応用解析（2007/06 養賢堂刊行）
- 材料力学（2006/11 培風館刊行）
- 自動車軽量化のための材料開発と強度，剛性，強靭性の向上技術－樹脂，ＣＦＲＰ，高張力鋼板，アルミニウム，マグネシウム合金－（2015/06 株式会社 技術情報協会刊行）
- マクロおよびナノポーラス金属の開発最前線（2011/07 シーエムシー出版刊行）
- 建築保全業務共通仕様書・同積算基準の解説（2004/01 財団法人 建築保全センター刊行）
■主な論文
- ダミーゲージを併用した発振回路ひずみ計測（2015/10 日本機械学会論文集）
- ADC12アルミニウム合金ダイカストを用いて作製したポーラス材料の高速圧縮特性（2014/11 鋳造工学）
- 摩擦攪拌法によるADC12 フォームコアサンドイッチパネルの作製と引張り特性（2013/09 日本金属学会誌）
- 発振回路を用いた新型ひずみセンサーの開発（2014/04 日本航空宇宙学会論文集）
- Estimation of Plateau Stress of Porous Aluminum Based on Mean Stress on Maximum-Porosity Cross Section（2013/07 Materials Transactions）
- Relationship between Porosity and Interface Fracture on Aluminum Foam Sandwich with Dense Steel Face Sheets Fabricated by Friction Stir Processing Route（2012/09 Materials Transactions）
- 気孔率および気孔形態を傾斜的に変化させたADC12ポーラスアルミニウムの作製（2012/07 軽金属）
- Effects of Amounts of Blowing Agent and Contained Gases on Porosity and Pore Structure of Porous Aluminum Fabricated from Aluminum Alloy Die Casting by Friction Stir Processing Route（2011/06 Materials Transactions）
- 摩擦攪拌法で作製したADC12ポーラスアルミニウムの気孔形態と圧縮特性（2010/11 軽金属）
- Effects of Tool Rotating Rate and Pass Number on Pore Structure of A6061 Porous Aluminum Fabricated by Using Friction Stir Processing（2010/03 Materials Transactions）
- 摩擦攪拌法によるポーラスアルミニウムの気孔形態に及ぼす発泡保持時間および保持温度の影響（2009/11 軽金属）
- 摩擦攪拌法によるポーラスアルミニウム／緻密鋼板サンドイッチパネルの作製（2011/07 日本機械学会論文集（A編））
- 摩擦攪拌プロセスを用いたポーラスアルミニウムの作製におけるアルミナ添加量および保持時間の影響（2009/10 日本機械学会論文集（A編））
- Drop weight impact behavior of functionally graded aluminum foam consisting of A1050 and A6061 aluminum alloys（2015/07 Materials Science & Engineering A）
- Empirical formulation of stress concentration factor around an arbitrary-sized spherical dual-cavity system and its application to aluminum die castings（2015/09 Applied Mathematical Modelling）
- 異なる気孔形態を有する3層傾斜機能ポーラスADC12アルミニウムの圧縮特性（2015/02 鋳造工学）
- Practical application of empirical formulation of the stress concentration factor around equally sized dual spherical cavities to aluminum die cast（2015/01 Applied Mathematical Modelling）
- 立方体要素を用いたイメージベース有限要素解析の精度向上（2014/11 軽金属）
- A1050/A6061/ADC12からなる3層傾斜機能ポーラスアルミニウム中の気孔圧縮挙動のX線CTによる非破壊観察（2014/11 軽金属）
- ポーラスアルミニウムのイメージベース有限要素解析とその精度検証（2014/11 軽金属）
- Development of a Strain Sensor using an Oscillator Circuit（2014/09 Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences）
- Fabrication and compression properties of functionally graded foam with uniform pore structures consisting of dissimilar A1050 and A6061 aluminum alloys（2014/06 Materials Science & Engineering A）
- Aluminum alloy foam core sandwich panels fabricated from die casting aluminum alloy by friction stir welding route（2014/04 Journal of Materials Processing Technology）
- Tensile Properties and Fracture Behavior of Aluminum Alloy Foam Fabricated from Die Castings without Using Blowing Agent by Friction Stir Processing Route（2014/03 Materials）
- Al/Al-Mg-Si/Al-Si-Cu合金からなる3 層傾斜機能ポーラスアルミニウムの機械的特性（2013/10 日本金属学会誌）
- 等価欠陥による疲労強度評価法の鋳造欠陥に対する適用限界（2013/10 鋳造工学）
- A1050-ADC12傾斜機能ポーラスアルミニウムの衝撃試験による破壊挙動の観察（2013/08 日本機械学会論文集（A 編））
- 異種合金による三層傾斜機能ポーラスアルミニウムの創製（2013/08 日本機械学会論文集（A 編））
- Compression properties of three-layered functionally graded ADC12 aluminum foam fabricated by friction stir welding（2013/08 Materials Transactions）
- Deformation Behavior Estimation of Aluminum Foam by X-ray CT Image-based Finite Element Analysis（2013/04 Metallurgical and Materials Transactions A）
- Compression Properties of Al/Al-Si-Cu Alloy Functionally Graded Aluminum Foam Fabricated by Friction Stir Processing Route（2013/03 Materials Transactions）
- Effects of Porosity and Pore structure on Compression Properties of Blowing-Agent-Free Aluminum Foams Fabricated from Aluminum Alloy Die Castings（2012/08 Materials Transactions）
- Nondestructive observation of pore structure deformation behavior of functionally graded aluminum foam by X-ray computed tomography（2012/07 Materials Science & Engineering A）
- 摩擦攪拌法による発泡剤不使用ADC12ポーラスアルミニウムと緻密鋼材の複合構造部材の作製（2012/05 日本金属学会誌）
- Fabrication and Tensile Tests of Aluminum Foam Sandwich with Dense Steel Face Sheets by Friction Stir Processing Route（2012/04 Materials Transactions）
- Fabrication of functionally graded aluminum foam using aluminum alloy die castings by friction stir processing（2012/02 Materials Science & Engineering A）
- Fabrication of A1050-A6061 Functionally Graded Aluminum Foam by Friction Stir Processing Route（2011/12 Metallurgical and Materials Transactions A）
- ADC12ポーラスアルミニウムの気孔分布に対するフラクタル次元による定量的評価（2011/08 日本金属学会誌）
- Al鋳造合金の引け巣クラスターまわりの等価弾性特性（2011/07 日本機械学会論文集（A編））
- 金型利用によるポーラスアルミニウム部材の作製（2011/07 日本機械学会論文集（A編））
- A1050-A6061傾斜機能ポーラスアルミニウムの作製（2011/07 日本機械学会論文集（A編））
- X線CT非破壊観察によるポーラスアルミニウムの圧縮過程における気孔圧潰挙動（2011/07 日本機械学会論文集（A編））
- FSWを利用したADC12-A1050ポーラスアルミニウムの作製方法の検討（2011/07 日本機械学会論文集（A編））
- 摩擦攪拌法を用いたA1050-ADC12傾斜機能ポーラスアルミニウムの作製（2011/03 日本機械学会論文集(A編)）
- アルミニウム合金ダイカストの疲労強度に対する鋳巣の定量的影響評価（第2報，鋳巣まわり弾性応力場に基づく疲労強度予測）（2011/01 日本機械学会論文集A編）
- アルミニウム合金ダイカストの疲労強度に対する鋳巣の定量的影響評価（第1報，鋳巣と鋳肌の影響に関する実験的検証）（2011/01 日本機械学会論文集A編）
- Effects of Amount of Added Alumina and Holding Time on Manufacture of Porous Aluminum by Utilizing Friction Stir Processing（2010/12 Journal of Environment and Engineering）
- 発泡剤不使用の摩擦攪拌法によるアルミニウム合金ダイカストを用いたポーラスアルミニウムの圧縮特性（2010/10 日本金属学会誌）
- 内部ガス量を変化させたADC12アルミニウム合金ダイカストの作製とそれらを用いた摩擦撹拌法によるポーラスアルミニウム（2010/09 日本金属学会誌）
- Clustered shrinkage pores in ill-conditioned aluminum alloy die castings（2010/09 Materials Transactions）
- Fabrication of Aluminum Foam/Dense Steel Compsite by Friction Stir Welding（2010/09 METLLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS A）
- Effect of the amount of gases on the foaming efficiency of porous aluminum using die castings fabricated by friction stir processing（2010/08 Metallurgical and Materials Transactions A）
- ダイカスト材の三次元弾性応力集中係数に及ぼす鋳巣間相互作用の影響（2010/08 鋳造工学）
- 異種アルミニウム合金による傾斜機能ポーラスアルミニウムの創製（2010/04 日本金属学会誌）
- Nondestructive Observation of Pore Structures of A1050 Porous Aluminum Fabricated by Friction Stir Processing（2010/03 Materials Transactions）
- 摩擦攪拌法によるポーラスアルミニウム/緻密鋼材の複合構造部材の作製（2010/02 日本金属学会誌）
- Effect of Tool Rotating Rate on Forming Properties of Porous Aluminum Fabricated by Using Friction Stir Processing（2010/01 Journal of Materials Processing Technology）
- 摩擦攪拌プロセスで作製したＡＤＣ１２ポーラスアルミニウムの気孔形態に及ぼすツール回転数およびパス数の影響（2009/11 軽金属）
- Forming Condition of Porous Aluminum in Fabrication of ADC12 Aluminum Alloy Die Castings by Friction Stir Processing（2009/09 Materials Transactions）
- 鋳巣低減圧縮処理によるアルミニウム合金ダイカストの圧漏れ抑制（2009/06 軽金属）
- Fabrication of Porous Aliminum Using Gases Intrinsically Contained in Aluminum Alloy Die Castings（2009/06 Metallurgical and Materials Transactions A）
- 内部含有ガスを利用したアルミニウム合金ダイカストによるポーラスアルミニウムの作製（2009/06 日本金属学会誌）
- 摩擦攪拌プロセスによるＡＤＣ１２アルミニウム合金ダイカストのポーラス化（2009/05 鋳造工学）
- ダイカストの引張強度に及ぼす鋳巣低減圧縮処理の影響（2009/05 鋳造工学）
- Fabrication of Porous Aluminum by Friction Stir Processing（2009/02 Metallurgical and Materials Transactions A）
- 摩擦攪拌プロセッシングを利用したポーラスアルミニウムの作製（2009/02 日本金属学会誌）
- X-Ray CT Inspection for Porosities and Its Effect on Fatigue of Die Cast Aluminium Alloy（2008/09 Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering (JSMME)）
- ＰＲＰＣ法によるアルミニウム合金ダイカストのシャルピー衝撃強さ向上（2008/06 日本機械学会論文集 A編）
- 複合材せん断機械継手の力学挙動モニタリングおよび初期損傷検知（2008/03 宇宙航空研究開発機構研究開発報告）
- スマートボルトを用いた複合材せん断機械継手の初期損傷検知（2008/01 日本機械学会論文集（A編））
- 高耐候性鋼およびその溶接材のぜい性－延性遷移挙動に及ぼす水素の影響（第１報：高耐候性鋼母材の場合）（2007/12 日本機械学会論文集（A編））
- 複合材せん断機械継手の力学挙動モニタリング （第2 報，実験に基づく検討）（2007/11 日本機械学会論文集（A編））
- Damage and permeability evolution in CFRP cross-ply laminates（2006/10 Composite Structure）
- 異種鋼溶接線中き裂における破壊のぜい性-延性遷移（2004/04 日本機械学会論文集（Ａ編））
- Detecting Overload from Strain Information During Fatigue Crack Propagation Under Negative Stress Ratio（2004/01 Journal of Testing and Evaluation）
- 疲労き裂伝ぱ過程における過大荷重負荷履歴の検知手法（2003/03 日本機械学会論文集（Ａ編））
- 異種鋼溶接線中き裂における破壊モードの降伏応力比依存性（2001/12 日本機械学会論文集（A編））
- インコネル合金のフレッティング疲労特性とき裂発生検出（2001/07 日本材料学会誌「材料」）
- ひずみ情報による両端切欠き試験片におけるき裂発生・進展挙動の検出（2000/05 日本機械学会論文集 （Ａ編））
- 異種鋼溶接線に平行に存在するき裂の成長挙動 （破壊モードに及ぼすき裂位置の影響）（2000/04 日本機械学会論文集 （Ａ編））
- オーステナイト系ステンレス鋼のき裂発生寿命基準による疲労強度減少係数（1999/09 日本材料学会誌「材料」）
- Effects of Material Brittle/Ductile Property and Crack Tip Loading Type on Fracture Mode of a Mixed Mode Crack（1999/07 JSME International Journal,Ser.）
- 混合モードき裂の破壊モードに及ぼす材料のぜい性・延性およびき裂端負荷様式の影響（1998/11 日本機械学会論文集（Ａ編））
- 異種鋼溶接線中き裂の破壊基準に関する基礎的研究（1998/03 日本機械学会論文集）
- 混合モードき裂における破壊様式と負荷様式の関係（1995/02 日本機械学会論文集（Ａ編））
- Modeling and simulation of conterflow (W/O) emulsion spray columns for removal of phenol from dilute aquenous solution（1995/01 journal of MEMBRANE SCIENCE）
- CED(Crack Energy Density) for an Interface Crack（1994/07 JSME International Journal）
- 混合モード下き裂の破壊基準（第２報、モードII型破壊基準と破壊様式判定基準）（1993/07 日本機械学会論文集（Ａ編））
- 混合モード下き裂の破壊基準（第３報、有限要素法による破壊パラメータ任意方向ＣＥＤ評価に関する検討）（1993/07 日本機械学会論文集（Ａ編））
- Fracture criterion of a mixed-mode crack based on CED (Crack Energy Density)（1993/06 Nuclear Engineering and Design）
- 界面き裂のＣＥＤ（第２報、有限要素弾性解析に基づく検討）（1992/12 日本機械学会論文集（Ａ編））
- 界面き裂のＣＥＤ（第１報、基本関係の導出）（1992/12 日本機械学会論文集Ａ編）
- 任意方向ＣＥＤの荷重ー変位曲線に基づく実験的評価に関する検討（1992/01 日本機械学会論文集（Ａ編））
- 混合モードき裂の破壊基準（第１報、引張荷重下の二次元傾斜き裂の破壊に基づく検討）（1991/10 日本機械学会論文集Ａ編）
- Fracture Criterion of Elastic-Plastic Crack under Mixed Mode Condition Based on CED (Crack Energy Density)（1991/08 Transactions of the 11th International Conference on SMiRT）
- Applicability of CED(Crack Energy Density)to Mixed Mode Fracture Problem（1990/01 International Journal Pressure Vessel & Piping）
- CED(Crack Energy Density) in an Aebitrary Direction and Load-Displacment Curves（1989/10 JSME International Journal Ser.1）
- 任意方向き裂エネルギー密度の評価と混合モード破壊基準としての可能性に関する基礎的検討（1989/08 日本機械学会論文集（Ａ編））
- 任意方向き裂エネルギー密度と荷重ー変位曲線（1988/07 日本機械学会論文集（Ａ編））
- 任意方向き裂エネルギー密度の各変形モードへの分離とその径路独立積分による評価（1987/07 日本機械学会論文集（Ａ編））
