東京大学大学院 システム創成学専攻 柴沼研究室
home themes acheivements
members thesis events_&_photos
lectures links access_&_contact


laboratory forcus
 「持続可能な社会」その実現に向けて、構造物の力学的な安全性の確保は最も基本的かつ重要な課題であるといえます。 この解決に向けて必要となるのが、数学および物理学の知識を基礎として複雑な力学現象を適切なモデルで説明することです。
 柴沼研究室では、理論力学・実験力学・計算力学・統計学の手法を駆使して基盤構造物の安全性を評価する革新的かつ実践的な力学モデルの構築を目標として研究を行っています。

t5 t6 t7




t5n

 破壊は材料や構造物の代表的な力学的極限状態であり、多くの場合で動的かつ非線形性の強い複雑な材料挙動を伴い、精密な計測も容易ではありません。 このため、この破壊現象の究明は工学分野における究極の力学問題のひとつであるといえます。  一方で、破壊現象を合理的な理論により定量的に説明することができれば、基盤構造物の安全設計に直接的に反映できるため、実用的にも極めて有用です。
 本研究室では、現象を支配する微視的・巨視的因子を記述する複数の要素モデルを有機的に統合化する、これまでにないアプローチのモデル化手法を提案することで、従来不可能であった破壊現象の解明および定量評価に挑戦しています。

t5-2 t5-3
ページトップへ



t6n

 近年、社会の基盤となる既設構造物の経年劣化が進み、現状の維持管理手法の限界を示唆する事故や災害の発生も報告されつつあります。 このため、それらを合理的に維持管理するシステムの構築は喫緊の課題であるといえます。
 本研究室では、基盤構造物の疲労や腐食といった代表的な経年劣化に対して、 現象論的・統計的なアプローチを統合することで合理的な維持管理を達成可能なモデルの構築を行うと共に、それに基づくライフサイクルコスト評価を行っています。

t6-1
t6-2 t6-3
ページトップへ



t7n

 近年の計算機の急速な発達により、構造解析において有限要素法をはじめとした数値シミュレーションの利用が広く普及しています。
 しかし、「破壊」や「経年劣化」といった現象を従来の連続体力学に基づく手法のみで合理的に再現し、その原理を解明することは困難である場合が多いのが現状です。 例えば、一見均一に見える構造材料であっても、破壊の発生を精度よく予測するにはマイクロスケールの材料不均一性を考慮した限界条件を与える必要があります。 また、典型的な経年劣化である腐食は、力学・化学反応・電場・拡散が関係する上に移動境界を伴う複雑な現象であり、その合理的なモデルの確立には多くの課題を解決しなければなりません。
 これらの現象を計算機上で合理的に再現するには、従来の概念にとらわれない新たな手法の提案が必要となります。

t7-1
t7-2 t7-3
ページトップへ
© Structural Integrity SHIBANUMA Laboratory since 2013