固体力学

About关于研究室

しなやかな構造の力学を、幾何学で解く。

固体力学研究室は、固体材料や構造に現れるさまざまな非線形の力学現象を解析する基礎研究をしています。
折り紙・切り紙・編み紙の幾何学的な設計、エラストマーの破壊や力学的な不安定、結晶の中の転位と回位の力学などを扱っています。
特徴は、解析の数学的な枠組みをユークリッド空間からリーマン多様体へ広げた連続体力学を使うことです。
理論と計算に加えて、3Dプリンタやレーザー加工機で柔らかい構造をつくり、力学実験もおこないます。

Research研究课题

固体材料や構造に現れる非線形の力学現象を、折り紙・切り紙・編み紙の幾何設計、エラストマーの破壊、転位と回位の力学などを通して、基礎から解析しています。微分幾何学の上の連続体力学を使い、柔らかくしなやかな構造の複雑な振る舞いを理解して、新しいソフトロボットをつくることを目指しています。

※示意图

繊維束のねじりで起こる不安定↗

弾性のある糸をねじると、ある角度で構造が不安定になり、その先でプレクトネームなどの形に発展します。この仕組みはまだよく分かっておらず、実験とMPMシミュレーションを組み合わせて調べています。

※示意图

編み紙・折り紙・切り紙の幾何設計↗

紙のような薄い構造は、面内の伸びより面外の曲げ変形を受けやすい性質があります。この柔軟性を生かして曲面をつくる「編み紙」を探り、曲面上の力学メタマテリアルの開発も進めています。

※示意图

エラストマーの破壊・摩擦・接触↗

ゴムやゲルなどのエラストマーの破壊・摩擦・接触の非線形力学を、応用数学と物理の考え方でモデル化し、数値解析で調べています。理論や数値解析と実験の結果を、定量的に比べることに力を入れています。

※示意图

結晶の欠陥を微分幾何で表す↗

転位は理論・実験とも研究が進む一方、回位は研究が少なく、運動の様子もよく分かっていません。リーマン・カルタン多様体の上の連続体力学で回位をモデル化し、従来の格子欠陥理論の枠組みを広げています。

Voices学长学姐的评价

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