まるで実験?! セラミックス強度のばらつきの数値解析手法の開発

バーチャルテストを活用した高信頼性材料の開発へ向けての第一歩


2018.02.27  国立大学法人 横浜国立大学 国立研究開発法人 物質・材料研究機構

横浜国立大学とNIMSらの研究グループは、脆性材料であるセラミックスを安全に使用する上で、最大の障害であった強度のばらつきを、数値シミュレーションにて再現することに成功しました。

概要

横浜国立大学工学研究院 尾崎 伸吾准教授らとNIMS高強度材料グループ 長田 俊郎主任研究員らの研究グループは、脆性材料であるセラミックスを安全に使用する上で、最大の障害であった強度のばらつきを、数値シミュレーションにて再現することに成功しました。強度のばらつきを内在する微小欠陥や組織の情報から予測したのは世界初の成果です。本手法により、これまで膨大な時間と工数を費やし、実験的に取得してきた強度をバーチャル空間で高精度かつ短時間で評価することが可能になります。本研究成果は、米国のセラミックス専門誌「Journal of the American Ceramic Society」 (2月14日付 online上) に掲載されました。なお、本研究成果はJST ALCA実用技術化プロジェクト (中尾Gr) の一環として実施されました。


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参考図



掲載論文

題目 : Finite element analysis of fracture statistics of ceramics: Effects of grain size and pore size distributions
著者 : Shingo Ozaki, Yuya Aoki, Kyohei Takeo, Toshio Osada, Wataru Nakao
雑誌 : Journal of the American Ceramic Society
掲載日時 : 米国時間 2018年2月14日(Early View)
DOI : 10.1111/jace.15468