強度設計研究室

【准教授】山田 浩之

山田 浩之

氏名:
山田 浩之
所属名:
強度設計 
職名:
准教授 
E-mail:
山田 浩之
ホームページ:
http://www.nda.ac.jp/cc/users/ymda/home 
担当授業科目:
機械工学実験,強度設計,理工学入門 
研究分野:
材料力学,衝撃工学,金属工学 
現在の研究課題:

スプリット・ホプキンソン棒法による金属材料の衝撃変形特性(引張,圧縮)の評価
水素貯蔵用材料の水素脆化メカニズムの解明
微小押込試験を用いた新しい材料強度評価手法の開発
衝撃吸収材料(発泡材料など)の変形特性の評価

今後の課題:

衝撃試験装置の設計および開発
アルミニウム合金における引張・疲労変形時の水素放出挙動の解明
金属材料の脆化現象とひずみ速度の関係の明確化
金属材料における強度のひずみ速度依存性の起源の解明

キーワード:
衝撃,ひずみ速度,インデンテーション,水素脆化,アルミニウム,発泡材料 
初学者向け研究紹介:

1.衝撃変形
「衝撃」という言葉から連想されるものとして,自動車の衝突事故や大きな地震が上げられると思います。近年,構造物の安全設計においては,この「衝撃」という現象を考慮する必要性が増しています。しかし,構造物や材料の衝撃現象を調査する場合,応力(力)を波として考えなければならないため,静的問題と比較して非常に複雑な現象を取り扱うことになります。そのため,スプリット・ホプキンソン棒法という全長5m程度の応力波測定に特化した特殊な装置を使用し,材料の衝撃変形特性を調べています。
2.水素脆化
近年,クリーンエネルギーである水素の研究が盛んに行われています。その中で,水素燃料電池自動車は,高圧水素ガス使用するため,水素を安全に貯蔵するタンクが必要となります。よって,水素貯蔵タンクにおいて,水素と直に接する材料には水素の影響を考えなければなりません。これまでの研究で水素は材料の強度や延性に悪影響を与える(水素脆化)可能性が高いことがわかっています。そこで,アルミニウム合金を中心に水素と変形(引張,疲労)の関係を,水素の可視化手法(水素マイクロプリント法)等を利用して調査しています。

著書・論文等:

1. Effect of High Strain Rate on Indentation in Pure Aluminum, Transactions of the ASME Journal of Engineering Materials and Technology, Vol. 135, 021010, 2013. (doi: 10.1115/1.4023778)
2. Effect of Rib Shape and Deformation Rate on Compressive Deformation Behavior in Expanded Polymer Rib Structures, Journal of the Japanese Society for Experimental Mechanics, Vol. 12, Special Issue, pp. s175-s181, 2012.
3. 鋭い圧子押込で得られる荷重変位関係に及ぼすひずみ速度の影響, 実験力学, Vol. 12, No. 2, 2012.
4. 6061および7075アルミニウム合金の引張変形過程における水素放出挙動, 軽金属, Vol. 61, No. 7, pp. 297-302, 2011.
5. Effect of Trace Sodium on High Temperature Embrittlement in Quasi-Static and Impact Deformation of Al-5 mass% Mg Alloys:Materials Transactions, Vol. 50, No. 12, pp. 2790-2794, 2009.
6. 環境水素の影響を受けた6061および7075アルミニウム合金の衝撃引張特性:日本機械学会論文集A編, 75巻, 759号, pp. 1630-1638, 2009.

学位:
博士(工学) 
所属学会:
日本機械学会(材料力学部門,機械材料・材料加工部門,計算力学部門),日本材料学会(衝撃部門委員会),軽金属学会,日本金属学会,日本非破壊検査協会,日本航空宇宙学会(材料部門),日本実験力学会 
学術関係受賞:

2008年 軽金属学会 優秀ポスター発表賞
2009年 軽金属学会 優秀ポスター発表賞
2010年 軽金属学会関西支部 研究発表最優秀賞
2010年 日本非破壊検査協会 新進賞
2011年 日本材料学会 第60期優秀講演発表賞
2012年 日本材料学会 衝撃部門委員会 優秀講演賞
2012年 防衛大学校学術・教育振興会 平成23年度研究奨励賞
2012年 防衛大学校学術・教育振興会 平成23年度教育奨励賞
            (学習支援グループ)