研究室・教員紹介

船舶海洋・破壊制御工学

研究室HP

研究室の概要

鋼鉄を美しく曲げるシステムの構築や、構造物の損傷を早期発見するモニタリングシステム開発
「KAFE」とは

「KAtsuta Fracture Engineering laboratory(勝田破壊工学研究室)」の頭文字を採って研究室の略号にしたもので,「Café」でも,「喫茶店」でもありません。この名称は,英国Sheffield大学のRoderick A Smith教授(現 Imperial College London 教授)がSheffield大学内に設立されたARRC(Advanced Railway Research Center)に在籍するメンバーによって1997年勝田が滞在中に命名されたものです。

研究室の研究概要と将来の進路

本研究室で行われている研究は,特定の業界だけに適用されるものではなく,建築鉄骨,鋼橋梁,機械,エンジン,船舶,航空機,自動車,原子力プラント,石油プラント,タンク,鉄塔,海洋構造物,鉄道車両,レール,遊具など,様々な分野で実際に必要とされる基礎知識を用いています。

対象としている学問分野は,破壊制御工学,材料強度学,破壊力学,材料力学,材料学に関連した研究です。現象としては,鋼材をはじめとする金属で建造された構造物に生じる脆性破壊,疲労破壊を主として,研究では,各種破壊におよぼす材料特性,材料組織,応力集中,荷重変動,溶接残留応力の影響について解明しています。

近年,様々な構造物に使用される材料は高強度化されるようになりました。構造物に使用する材料が高強度化されると,設計は弾性設計をして効率化され,構造物の軽量化,大型化,性能向上を図ることが可能となります。弾性設計された構造物でも,設計で考慮された荷重範囲内で破壊や損傷は発生することがあります。特に,初期の段階では,応力集中部に疲労損傷が発生して,成長し,その後,脆性破壊や延性破壊に至るという過程をたどることがほとんどです。このような背景から,疲労破壊について研究していくことは,今後も重要であろうと考えています。

研究室の卒業生や修了生は,様々な業界の企業に就職しております。大学で行っている研究内容を,そのまま企業での仕事に使用することはありません。しかし,卒業生や修了生は,大学で学修するいろいろな科目を総合的に用いて,仕事に役立てているようです。その中の一つに,破壊現象の評価もあることは,卒業生や修了生から聞き及んでいます。企業も,幅広い基礎知識を学習し,それを応用して仕事ができる技術者を求めているようです。

現在実施中の研究内容
破壊制御分野
疲労き裂と結晶組織

疲労き裂と結晶組織

  1. 疲労き裂先端の開閉口挙動を考慮するために,疲労き裂先端の再引張り塑性域形成荷重(RPG)を計測するシステムを開発し,豊貞九州大学名誉教授開発のFLARPシミュレーション解析に適用する研究,および再圧縮塑性域寸法をPIV法で求めることにより,実構造物に存在する疲労き裂の伝播評価に関する研究。
  2. 疲労き裂先端が引張り塑性変形と圧縮塑性変形を繰り返すことによる鋼材への影響を考慮した材料の疲労破壊限界を求め,疲労き裂伝播の加速,減速,および停留現象を評価するためのシミュレーション法の開発に関する研究。
  3. 自然界の力の大きさや生じる順序を正確に予測することは不可能であることから,いかなる力が作用しても従来よりも長寿命となる鋼材の開発のために,安定的疲労き裂伝播領域における疲労き裂屈曲と結晶組織の3次元形状の関係に関する研究。
安心文化醸成分野

「BoRC」とは「Brew of Reassuring Culture(安心文化の醸成)」プロジェクトの頭文字を採って略号にしたものです。工学が非常に進歩して,大型,高精度,高機能の構造物が作られるようになりました。近年、どんなに工学的安全システムを導入しても,人のミスを起因とした事故がなくなりません。航空業界では,認知心理学を用いたCRM(Crew Resource Management)を導入して大きな成果を挙げてきました。それでもヒューマンエラーがなくなることはありません。

本研究室では,最近急速に進歩してきた脳科学を利用して,人がミスをする状況を明らかにして,事故が起こらない環境について研究しています。

ゼミについて

これまでの主な活動

目に見えない損傷を見つけるモニタリング、疲労破壊・脆性破壊を制御できる材料の開発、工学+認知科学+脳科学を用いる安心システムに関する研究をしています。

作業中の人の緊張を計測中の様子

作業中の人の緊張を計測中の様子

脳の活動を計測する光トポグラフィ

脳の活動を計測する光トポグラフィ

脳の部位ごとの機能模型

脳の部位ごとの機能模型

勝田順一 准教授
勝田順一 Junichi Katsuta

メッセージ

自分を知り、人を知り、ものを知らなければ、安心と安全は、手にすることはできない。

詳しいプロフィール
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