本研究室では、ジェットエンジンをはじめとする高温構造材料•コーティングや自動車•インフラ構造物に用いられる軽量複合材料を対象に研究を行っています。研究室で行っている研究は、
(1) 新しい材料を生み出す基礎研究
(2) 材料の特徴量を抽出するための計測•評価技術
(3) 開発した材料が「使える材料なのか」を検証する実用的研究
に大別されます。
基礎研究においては、これまでの材料では難しかった機械的性質(強度や靭性)、熱的特性(熱伝導、熱膨張)を発現させることを目標としています。材料の設計やプロセスに計算熱力学やマルチフィジックスなどを活用しています。
計測•評価技術の開発においては、高温で生じる現象を直接捉えるための光学系を構築したり、トモグラフィーと画像処理、深層学習や機械学習を用いて材料固有の特徴量を抽出したり強度を予測する研究を行っています。また、材料試験から効率よく情報を得るためのハイスループット計測技術の開発や、材料の変形や破壊を定量的に理解するための4D計測•可視化技術の研究を行っています。
実用的研究では、疲労やクリープといった部品として重要な寿命や信頼性を評価したり、タービンや再突入環境といった特殊な実使用環境を模擬し、材料の振る舞いや劣化現象を解明することに取り組んでいます。マルチスケール有限要素法、化学反応を考慮したマルチフィジックスシミュレーションなど、解析と実験を組み合わせた研究も展開しています。
下記テーマに加え, 2023年に新たに実施する予定の研究テーマ
・連続繊維3Dプリンターを用いたジェットエンジン用複合材料の開発 (学内•学外共同研究の予定)
・エンジン環境を模擬するための評価手法の開発 (学外 共同研究の予定)
・キネティックスプレープロセスDXによるリマン基盤の創成 (学外 共同研究の予定)
2023年
・航空機ジェットエンジン用複合材料及びコーティング材料の開発 (科研費/NEDOプロジェクト, NIMS/民間企業/横浜国大との共同研究)
・ジェットエンジン用複合材料の製造過程のマルチフィジックスシミュレーション(科研費研究)
・極超音速/宇宙往還機用セラミックス複合材料の開発 (民間企業との共同研究)
・高エントロピーセラミックスの遮熱コーティングへの応用(民間企業との共同研究, NEDO受託研究)
・放射光マルチスケールトモグラフィーと深層学習によるセラミックス、セラミックス系複合材料の三次元構造解析 (NIMSとの共同研究)
・航空機用薄層CFRPの機械的特性評価とFEMシミュレーション (NIMSとの共同研究)
・CFRPロープのマルチスケール変形シミュレーションと構造最適化 (民間企業との共同研究)
・機械学習を用いたCFRP積層板の強度予測 (民間企業との共同研究)
・セラミックス系複合材料の三次元オペランド変形分布計測 (科研費研究)
・トモグラフィーとDVCを用いた材料内部の変形分布の定量的評価 (NIMSとの共同研究)
見学等は随時受け付けています。inoue.ryo[at]rs.tus.ac.jpにお気軽にご連絡ください。
(研究室見学の際、よく受ける質問についてはこちらにまとめます)
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