第0章 マテリアルズインテグレーションについて
第1節 統合型材料開発システム 《毛利 哲夫》
1.はじめに
2.統合型材料開発システムによるマテリアル革命の成果について
3.4つのシステム
4.おわりに
第2節 マテリアルズインテグレーションの考え方 《出村 雅彦》
1.マテリアルズインテグレーションの概念
2.マテリアルズインテグレーションと材料開発
第3節 本ハンドブックの狙いと全体構成 《出村 雅彦》
第1章 順問題/逆問題解析による鉄鋼材料およびAI 合金の特性予測と設計
第1節 マテリアルズインテグレーションにおける順問題/逆問題の考え方 《榎 学》
1.はじめに
2.マテリアルズインテグレーション(MI)
3.データ駆動型アプローチ
4.モデル駆動型アプローチ
5.逆問題解析の課題
6.おわりに
第2節 高強度/延性を有する複合組織鋼の最適組織の探索手法 《山崎 和彦/白岩 隆行》
1.はじめに
2.最適組織の探索手順の概要
3.DP 鋼のサンプル作製と特性評価
4.DP 鋼のミクロ組織分類,解析手法の確立
5.DP 鋼のミクロ組織から特性を予測する順問題解析技術
6.特性を最大化する最適解を探索する逆問題解析技術
7.おわりに
第3節 高強度/延性を有する7000 系アルミ合金の製造条件設計 《愛須 優輝/一谷 幸司/井上 純哉/永田 賢二》
1.背景・目的
2.製造条件の予測方法
3.解析結果
4.予測結果の検証実験
5.まとめ
第4節 高強度鋼の接合プロセス最適化 《井元 雅弘/糟谷 正》
1.はじめに
2.脆性破壊予測モジュール
3.逆問題解析モジュール
4.おわりに
第5節 耐熱鋼の接合プロセス最適化 《鳥形 啓輔/阿部 大輔/南部 将一/出村 雅彦/伊津野 仁史/横堀 壽光/尾関 郷》
1.はじめに
2.溶接熱影響部の巨視的な形状に着目した研究開発
3.溶接熱影響部の微視組織に着目した研究開発
4.効率的クリープ試験によるクリープ寿命予測と力学的性能評価手法の研究開発
5.おわりに
第6節 逆解析を用いた中高炭素鋼における溶接条件最適化技術 《近藤 隆明/井上 純哉》
1.研究開発の概要
2.研究開発の成果
3.逆問題検証
4.ワークフローの概要
5.まとめ
第7節 高温強度/延性を有する2000 系アルミ合金の製造条件設計 《奥野 好成/井上 純哉》
1.研究開発の概要
2.研究開発の成果
3.総 括
第2章 順問題/逆問題解析による先進構造材料プロセスと力学特性の予測
第1節 レーザ三次元積層造形プロセスに関連した予測技術 《渡邊 誠/北野 萌一/草野 正大/野本 祐春/片桐 淳/伊藤 海太/ 北嶋 具教/小泉 雄一郎/鳥塚 史郎/青柳 健大/岩崎 勇人》
1.はじめに
2.レーザ照射時の温度場予測
3.凝固割れ予測
4.凝固組織・偏析予測
5.プロセスウインドウ予測
6.おわりに
第2節 三次元積層造形プロセスに適した新規合金組成探索 《戸田 佳明/ディープ 冴》
1.目 的
2.探索条件と方法
3.組織自由エネルギー法による析出予測
4.モンテカルロ木探索法による合金組成探索
5.おわりに
第3節 MInt を活用した析出強化型Ni 基合金の仮想熱処理実験 《長田 俊郎/小山 敏幸/ブルガリビッチ ドミトリー/源 聡/ 大澤 真人/渡邊 誠/川岸 京子/出村 雅彦》
1.はじめに
2.時効熱処理MI の計算ワークフロー
3.時効熱処理MI による仮想熱処理・組織解析実験
4.時効熱処理MI による仮想強度試験
5.プロセスマップの構築
6.おわりに
第4節 チタン合金鍛造材の疲労き裂進展予測 《白岩 隆行》
1.はじめに
2.実験・解析方法
3.試験片全体の微視組織とき裂発生挙動
4.微小き裂の進展挙動
5.疲労き裂発生機構の考察
6.疲労き裂進展機構の考察
7.まとめ
第5節 チタン合金の固溶強化量予測 《近藤 勝義/設樂 一希》
1.チタンにおける固溶強化量予測と課題
2.Labusch 理論を用いたα-Ti 材における固溶強化量の予測と精度検証
3.β-Ti 合金の高強度・低弾性率化のための予測モデル構築と添加元素選択
4.まとめ
第6節 高流動性高機能金属粉末の製造開発指針探索: ガスアトマイズ法,プラズマアトマイズ法,PREP 法の比較と最適化 《千葉 晶彦》
1.はじめに
2.粉末の流動性と粉末特性の関係
3.パウダーベッドのリコート性に対する粉末電気的特性の関係
4.粉末表面酸化皮膜の電気的特性と熱的安定性―力学的ひずみ導入の効果
5.粉体凝集力の起源についての一考察
6.おわりに
第3章 炭素繊維強化プラスチックにおけるマテリアルズインテグレーション
第1節 炭素繊維強化プラスチックにおける分子スケール・ミクロスケールモデリング 《川越 吉晃/菊川 豪太》
1.はじめに
2.マルチスケールモデリング:CFRP 積層板の成型時残留変形予測
3.おわりに
第2節 炭素繊維強化プラスチックにおけるメゾスケールモデリング 《樋口 諒/横関 智弘》
1.はじめに
2.解析手法・数理モデルとその定式化
3.数値解析例
4.おわりに
第3節 炭素繊維強化プラスチックにおけるマルチスケールモデリングとCoSMICの利活用 《岡部 朋永/川越 吉晃》
1.はじめに
2.分子シミュレーションから航空機主翼設計までのマルチスケールモデリング
第4章 マテリアルズインテグレーションの概念を具現化するためのシステム開発
第1節 システム(MInt)の開発と運用 《源 聡/伊藤 海太/門平 卓也》
1.はじめに
2.材料開発効率化のためのマテリアルズインテグレーション
3.MInt システムの開発
4.MInt システムの構成要素
5.実装されたワークフローの習得のための資材提供
6.MInt システムを駆動するハードウェア構成とシステム管理
7.まとめ
第2節 構造材料における逆問題 《井上 純哉》
1.構造材料の特殊性とその逆問題
2.数理最適化問題としての逆問題:MIOpt
3.ベイズ逆問題:スパース混合回帰・MCMC・データ同化
4.おわりに
第5章 構造材料におけるデータの新展開
第1節 構造材料におけるデータ構造の構築とその応用 《出村 雅彦/門平 卓也/芦野 俊宏》
1.構造材料のデータ構造を設計する背景とSIP におけるデータ構造設計の方針
2.ボトムアップアプローチ:構造材料の共通データ構造の設計
3.トップダウンアプローチによるデータ構造の設計
4.まとめ
第2節 ミクロ組織の三次元情報解析 《原 徹/横田 秀夫/山下 典理男/道川 隆士/吉澤 信/古城 直道/廣岡 大佑》
1.はじめに
2.精密切削と光学顕微鏡を用いた逐次断面観察による3D 組織計測
3.三次元硬さ分布測定を目指した押込み試験システムの開発
4.FIB-SEM による三次元組織解析
5.観察画像を用いた画像解析
6.ミクロ組織の三次元情報解析のまとめ
第3節 トポロジカルデータ解析によるミクロ組織特微量抽出 《赤木 和人》
1.はじめに
2.白黒二値画像のTDA の枠組み
3.グレースケール画像から白黒二値画像への変換
4.DP 鋼の組織画像の解析と定量化
5.DP 鋼のミクロ構造を説明変数とする引張強度や全伸びの線型回帰
6.考察とまとめ
第6章 将来展望
第1節 社会実装の進展(1)MInt を中核とした構造材料DX-MOP 《出村 雅彦》
1.はじめに
2.材料開発の位置付けと課題
3.産学オープンイノベーションのデジタル基盤としてのMint
4.MInt の社会実装:MI コンソーシアムから構造材料DX-MOPへ
第2節 社会実装の進展(2)CoSMIC の展開 《岡部 朋永/川越 吉晃》
1.はじめに
2.CoSMIC の構成
3.今後の展望
第3節 マテリアルズインテグレーションの今後の展望 《出村 雅彦》
1.はじめに
2.材質予測迅速化によるデジタルツインの実現
3.生成AI の活用
おわりに 第2 期SIP プログラム:統合型材料開発システムによるマテリアル革命 《三島 良直》
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