産学連携Industry-joint

産学連携の取組み

医療機器や構造材料について、多くの産学・地域連携の共同研究を実施しています。そのうち、公表可能な部分をご紹介します。ご興味、ご要望のある方はお問い合わせフォームからお気軽にご連絡ください。
 

未然防止手法DRBFM（Design Review Based On Failure Modes）の改良と有効性評価

不具合を未然に予測するためのDRBFM（Design Review Based On Failure Modes）で、経験的に実施されてきた故障モード導出過程を材料力学の応力―強度モデルに基づき整理し、損傷・破壊モードを導出する過程を論理的に構築し、その有効性を示しました。

DRBFM(Design Review Based On Failure Modes)で発見すべき問題を整理し、
製品の階層構造の中で故障モードを導出する論理プロセスを整備
Y Otsuka, et al International Journal of Reliability, Quality and Safety Engineering（2009）
H Shimizu, Y Otsuka, H Noguchi nternational journal of vehicle design（2010）

 
 
 

ウェブベースでのデザインレビューデータベースの開発

不具合を未然に予測するためのFMEA（故障モード影響分析）やDRBFM、リスクアセスメントをオンラインで実施し、データベースとして蓄積して効率的に実施するためのシステムを構築しました。
 

インターネットでFMEAやDRBFMが実施できるシステムの開発を構築
Y Otsuka, et al, International Journal of Safety（2011）

 
 
 

食品用小型軽量化高圧処理装置の開発（JST地域結集型研究開発プロジェクト）

新潟県で開発された食品用の高圧加工技術を展開するための小型軽量化容器を開発し、不具合の解析や損傷・破壊モードを評価し、有限要素解析により形状を最適化しました。そして、破損時にも周囲に飛散しない構造であるフェールセーフ構造を構築することに成功しました。（特許第5064592号（P5064592））  
 
 

複合材料のクリープ疲労き裂進展挙動の破壊力学的評価

半導体などの封止パッケージなどに使われるエポキシ樹脂複合材料のクリープ疲労き裂進展挙動について評価し、破壊力学を用いてき裂進展経路の分岐による進展抵抗変化を評価できることを示しました。

エポキシ樹脂のクリープ疲労き裂挙動の温度依存性
Y Miyazawa, Y Otsuka, Y Mutoh  et al, Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering（2012）

 
 
 

微粒子含有ペースト注入による疲労き裂進展抑制機構の実験的検討

機械構造物に生じる疲労き裂の進展抑制のために開発された微粒子ペーストの有効性評価を実施し、き裂先端が開口しにくくなるため、き裂進展速度が低下することを実験的に明らかにしました。

微粒子含有ペーストの粒径とき裂開口変位との対応
大塚雄市、 河本恭平 他、日本機械学会年次大会講演論文集（2012）

 
 
 

鋼橋用防錆溶射皮膜の腐食疲労特性評価

鋼橋用の防錆溶射皮膜として新規に適用が進むAl-Mg系溶射皮膜の耐食性、機械的性質と腐食疲労特性の関係を調査し、Mg添加量の最適値を導出するための指針を明らかにしました。
 

防錆用Al-Mg系溶射皮膜のMg添加量と腐食疲労特性の関係
S. Morakul, Y Otsuka et al Engineering Failure Analysis 88,（2018）

 
 
 

ポリプロピレン樹脂の切欠き疲労特性評価

輸送機器向け構造材料として使用が急拡大しているポリプロピレン樹脂の切り欠き特性を評価し、切欠きからの微小き裂発生挙動を明らかにしました。そして、破壊力学に基づき耐久性を予測しうることを示しました。

ポリプロピレン樹脂の微小疲労き裂進展挙動
Y Otsuka et al Proc. of ISEEE 2015 特開2017-194315 など

 
 
 

生体用溶射皮膜の界面強度評価試験法の開発

日本機械学会 規格 S019 医療用コーティング膜の界面強度評価試験法の構築WGに参画し、界面強度評価を妥当に行うための接着剤の使用方法や固定方法などについてのラウンドロビン試験を実施し、規格の構築に貢献しました。
 

界面強度評価を行うための試験片作成についての留意点
Y Otsuka, et al International Journal of Automation Technology 11（2017）

 
 
 

高温用チタン合金へのTiAlN coating適用による疲労寿命延伸効果の検証

ジェットエンジンなどに使用が検討されている高温用チタン合金Ti6242SへのイオンプレーティングTiAlN皮膜による寿命延伸効果を実験的に検討し、適切な成膜条件で残留応力を付与することで、き裂発生を抑制して疲労寿命が延伸することを明らかにしました。
 

TiAlN coatingの成膜条件と疲労寿命との関係
NG Poorani Yuichi Otsuka et al International Journal of Fatigue（2020）
特許第7214120号（P7214120）

 
 
 

大動脈瘤用ステントの耐久性評価（AMED医工連携事業化推進事業）

TiNI製ステントの開発における機械的安全性評価を担当し、耐久性評価や耐食性評価、有限要素解析および実験を活用した耐久性評価を実施しました。その結果、微細加工時の切欠き部の損傷が耐久性に大きな影響を与えることを示しました。
 

血管内壁に固定したステントに発生する応力状態の模擬解析

 
 
 

機械学習モデルを活用した故障要因となる損傷・破壊モードの導出手法開発

機械学習モデルと応力―強度モデルを統合し、故障モード解析において想定される環境変化や設計変更変化から、対応して発生リスクが上昇する損傷・破壊モードを自動的に導出する手法を開発した。人が別途実施した故障モード影響解析結果と比較し、誤り訂正が可能であるなど、故障モード解析の効率化に寄与することを示した。
 

応力・強度モデルを活用した損傷・破壊モードの論理的導出手法の開発
T Okabe Y Otsuka Reliability Engineering and System Safety 2021