Research

解析班では、次のようなテーマを軸に研究を行ってます。

 解析班では、実験で直接得ることが困難な生体や材料内部の状態をマルチスケール有限要素法を応用することにより解明する新たな手法の開発を行っています。

 

有限要素解析による関節軟骨および半月板の微視・巨視機械特性評価

Keywords:有限要素法,関節軟骨,半月板,マルチスケール解析,マルチフィジックス解析

解析ソフトのPAM-CRASH用いて膝関節を対象とした有限要素解析を行っています。実験によって計測することが困難な膝関節の各部位やその内部の状態をマルチスケール解析やマルチフィジックス解析を行うことによって定量的に評価し、膝関節に生じる様々な現象のメカニズムを解明することを目指しています。観察画像を基にした組織のモデリングや生体材料の応力-ひずみ関係を示す構成式のプログラミングなどを行っています。

PAM1
図1 有限要素法による関節軟骨および半月板の解析

PAM2
図2 マルチスケール・マルチフィジックスFEMによる関節軟骨の解析

【研究テーマ】
1. Development of FEM-DEM analysis methodology to predict the mechanical damage of articular cartilage caused by meniscal injury書類
2. Development of multi-scale and multi-physics finite element analysis for integrated functional evaluation of articular cartilage書類

結晶均質化有限要素法による板材特性評価

Keywords:結晶均質化有限要素法,マルチスケール解析,RVEモデル

高成形性金属板材の開発を目的とした、圧延や曲げ加工時における結晶方位の制御に関する研究を行っています。金属が持つ結晶方位は加工工程に大きく影響するため、集合組織を最適に設計することにより、高強度かつ高成形性を有するように材料特性を改善することは板材創成の重要な研究課題です。私たちは集合組織を記述可能なマルチスケール有限要素解析手法の開発を行い、より高精度なシミュレーション手法の確立を目指しています。

結晶組成2結晶組成2

図1 板材料の圧延加工について      図2 圧延加工時のせん断ひずみ解析結果

【研究テーマ】
1. 電子部材用銅合金板材の曲げ加工性評価のためのマルチスケール有限要素解析手法の開発書類

 

研究活動について

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