MATERIALS FAILURE / IMAGE-BASED INVERSE ANALYSIS

鳥取大学 固体力学研究室 — TRACE THE ORIGIN.

材料の時間を巻き戻す

実験・FEM・放射光X線CTの統合。
構造材料の変形と破壊の起源を追う。

OBSERVESIMULATERECONSTRUCT STATUS:ACTIVE
CORE RESEARCH

Imagingとmechanicsの融合。CAE/Materials informaticsの新しい形を目指しています

変形後の実組織像からAIにより初期組織像を復元するイメージベース逆解析 復元組織像にAIが推定した相当塑性ひずみ分布を重ねた可視化
AIFEMINVERSE PROBLEM

イメージベース逆解析

仮想金属組織の有限要素解析をAIに学習させ、変形・破断後の実組織像から、破断直前の応力・塑性ひずみ分布を実像上に復元します。

01
仮想組織を生成し、FEMで力学場を計算
02
逆変形問題をU-Netに学習させる
03
変形・破断後の実組織像を入力
04
応力・ひずみ・損傷履歴を実像上へ復元
大型放射光施設SPring-8でのX線CT実験と研究チーム
SHIMIZU

放射光X線CT・4D観察

SPring-8を用いて、材料内部の損傷、き裂、水素脆化を非破壊で三次元・時系列観察し、破壊開始機構を捉えます。

ISIJ International 66 (2026) →

Research Record

Professor Matsuno

材料メーカーでの11年間の研究開発経験を起点に、金属材料の複雑な変形と破壊に、実験と数値解析の双方からアプローチしています。最近は、これらをAIで融合するイメージベース逆解析へ展開し、共同研究から論文化までを一つの流れとして進めています。

2026

観察駆動型のせん断加工シミュレーション

学生筆頭・松野責任著者。実切り口観察とFEMを準ノンパラメトリック延性破壊軌跡により統合。

DOI ↗
2025

U-Netによる二相鋼組織の逆変形問題の直接解法

代表体積要素のFEM学習から、実組織像に対する擬似逆有限要素解析を構築。

DOI ↗
2025

破断後組織から塑性ひずみ・応力三軸度を同定

組織観察とメゾスケールFEMを統合したpost-mortem解析。

DOI ↗
2024

超高張力鋼の高応力三軸度下Weakening

980 MPa級・1.5 GPa級鋼板の大変形域流動応力を同定。

DOI ↗
(代表)科研費 基盤研究(A)|2024–2028逆解析フェイクを介した破断部金属組織の力学量分布同化解析と組織設計への展開
(分担)科研費 基盤研究(B)|2026–2028極薄金属板における塑性変形特性の評価技術の開発とそれを記述する塑性力学の確立
(代表)天田財団|2025–2028試験片形状・FEM時空間同化による超局所域引張特性の同定
産学連携|2016〜金属材料の塑性変形・破壊から加工まで
LAB DIRECTOR / TAKASHI MATSUNO — CAREER RECORDUPDATED 2026.07
48
PEER-REVIEWED ORIGINAL PAPERS

査読付き原著学術論文

34
FIRST / CORRESPONDING AUTHOR

筆頭・責任著者として主導2021–2025:14報(うちQ1ジャーナル5報)

38
REGISTERED PATENTS

特許登録実績。うち筆頭発明者として24件

1.84億円
PI-LED EXTERNAL FUNDING / 10 YEARS

間接経費を含む直近5年では1.22億円(2022–2026)

Associate Professor Shimizu

放射光X線CTと3D/4D画像解析を軸に、アルミニウム合金の水素脆性・延性破壊を三次元で捉え、その機構解明と防止法の開発に取り組んでいます。ナノ構造解析、第一原理計算、データサイエンスを組み合わせ、構造材料から水素透過膜まで研究を展開しています。

2015–

高強度アルミニウム合金の水素脆性と防止法

放射光3D/4D解析と水素分布解析により、Mn系粒子の水素トラップとT相析出を利用した水素脆化防止指針を実証。

2015–

水素誘起損傷の放射光ナノCTその場観察

SPring-8の放射光ナノCTとデータサイエンスにより、ナノボイドや析出物界面剥離の発生・成長を可視化。

2013–14

NANOMETのナノ結晶化メカニズム

TEM動的観察によりP・Cu添加が核生成と成長速度を制御する機構を解明し、自己発熱を抑える熱処理法を確立。

2012–

金属材料の3D/4D力学特性解析

アルミニウム合金、炭素材料、鋳鉄に放射光X線CTを適用し、延性破壊や疲労き裂進展を三次元・時系列で解析。

(代表)日本金属学会 第6回フロンティア研究助成|2025–2027世界最高の水素透過特性をもつ高・中エントロピー型水素透過膜合金の創製
(代表)ヒロテック財団 研究助成|2026–2027研究助成
(代表)軽金属奨学会 課題研究|2024–2026準結晶析出型アルミニウム合金の開拓
産学連携|2025〜アルミニウム・鉄鋼を中心とした放射光CTでの4D損傷観察
ASSOCIATE PROFESSOR / KAZUYUKI SHIMIZU — CAREER RECORDUPDATED 2026.07
73
PEER-REVIEWED ORIGINAL PAPERS

査読付き原著学術論文

19
FIRST / CORRESPONDING AUTHOR

筆頭・責任著者として主導2021–2025:9報(うちQ1ジャーナル5報)

1
REGISTERED PATENTS

特許登録実績

Faculty

PROFESSOR / SOLID MECHANICS / FEM / AI

松野 崇 Takashi Matsuno

1979年生まれ

金属材料の塑性変形・延性破壊を、実験とシミュレーションの両面から解きます。AIを用いた統合手法を提案し、CAEインフォマティクスによるイメージベース逆変形解析を中心に研究を展開しています。

  • イメージベース逆解析・逆問題
  • 大変形・延性破壊
  • せん断加工・デジタルツイン
新日本製鐵株式会社(現 日本製鉄株式会社)
九州大学 博士(工学)
鳥取大学 工学部 准教授
鳥取大学 工学部 教授
ASSOCIATE PROFESSOR / SYNCHROTRON X-RAY CT / MATERIALS

清水 一行 Kazuyuki Shimizu

1984年生まれ

放射光X線CTを用いて、材料内部の損傷、き裂、水素脆化を非破壊で三次元観察します。高強度アルミニウム合金、水素透過材料、鉄鋼材料の4D損傷解析へ展開しています。

  • 放射光X線CT・4D観察
  • 高強度アルミニウム合金
  • 水素脆性・水素透過材料
豊橋技術科学大学大学院 工学研究科 研究員
東北大学 金属材料研究所 助手
豊橋技術科学大学 博士(工学)
九州大学 大学院工学研究院 特任助教
岩手大学 理工学部 助教
鳥取大学 学術研究院 工学系部門 准教授
PEOPLE

いざ、鳥取へ。

FACULTY + STUDENTS
23

松野班と清水班で構成され、テーマに応じて、構造材料の機械試験、微視的な観察、数値解析を横断します。

教員
2
D3(社会人)
1
M2
5
M1
4
B4
11
STUDENT HOMETOWNS

学生の出身地

在籍学生21名を都道府県別に集計しています。

21STUDENTS
9PREFECTURES
STUDENT OUTCOMES

鳥取の、その先へ。島根じゃないよ。

卒業式後の研究室メンバー
17

学生受賞

2021~2026年の6年連続で学生が受賞しています。学会賞・学生奨励賞・プレゼンテーション賞・NIMS Awardを積み重ねています。

32

大学院生の進路

2018~2026年度の大学院生全員の進路を掲載しています。モビリティ、素材、重工、電機へ研究経験をつないでいます。

実験・CAE・材料力学を、産業の中核へ。
修士学生が筆頭著者となる英文論文を継続して刊行し、研究で鍛えた課題設定・計測・解析・説明の力を進路へつなげています。
TOYOTAHONDAJFE STEELAISINDENSOKAWASAKIKOMATSUPANASONICMURATASUBARUMAZDASUZUKI

年度別の大学院生全員の進路

2026 内々定アイシン(1)、カワサキモータース(1)、豊田自動織機(2)、ヤンマー(1)
2025JFEスチール、アイシン、デンソー、トヨタ自動車、パナソニック、本田技研工業、村田製作所(各1)
2024川崎重工、コマツ、ヤマトスチール(各1)
2023村田製作所、住友電装、日軽エムシーアルミ、アイシン(各1)、スズキ(2)
2022マツダ(2)、スズキ(1)
2021スバル、スズキ、ジーテクト(各1)
2020JFEスチール、タダノ、三菱電機ビルテクノサービス(各1)
2019いすゞ自動車(1)
2018マツダ(1)

For Industry

松野は修士修了後に新日本製鐵(現社名:日本製鉄)に11年勤務し、2016年より大学教員を務めております。産業上の課題には比較的明るく、その課題を学術研究として昇華させる方針で研究を進めています。会社員・大学教員双方の立場からの共同研究経験も豊富です。足下課題程度でもお気軽にご相談ください。

画像ベース逆解析変形した金属組織形状とFEMを深層学習によって統合した破壊条件ばらつきの定量化と因子分析。
材料試験・CAE大変形材料モデル、延性破壊、遅れ破壊、実験同期FEM。
放射光X線CT内部損傷、水素脆化、熱間破壊、3D/4Dイメージング。
7社直近10年間の共同研究

主な共同研究・連携先

本田技研工業JFEスチール日本製鉄ヤマトスチールKYB物質・材料研究機構理化学研究所東北大学SPring-8
ARCHIVE

RECENT ACTIVITY

伝国の杜の能舞台前に展示された能装束姿の人形
FRAME 01 / DENKOKU
INVITED LECTURE / SYMPOSIUM

伝国の杜(山形県米沢市)で開催された「金属板材の材料構成則と成形シミュレーションの最前線 ~桑原利彦先生記念シンポジウム~」にお招きをいただき、松野が「直径計測式丸棒引張試験による局所加工硬化特性の同定」を講演しました。自撮りできなかったため、会場の能舞台前に展示されていた能装束姿の人形を載せておきます。

研究室の実験装置を見学する三菱重工の木村さんと石井さん
FRAME 02 / MHI
LAB VISIT / INDUSTRY

三菱重工の木村さんと石井さんが研究室見学をされました。

WEBSITE UPDATE

ホームページをリニューアルしました!

SPECIAL ISSUE / PUBLICATION

松野が企画を務めた「ぷらすとす」小特集号「時代を拓くCAEインフォマティクス」が刊行されました。松野も解説記事を寄稿しました。

DOI ↗
トヨタ自動車本社工場見学後の懇親会に集まった学生と研究室OB
FRAME 03 / TOYOTA
FACTORY VISIT / ALUMNI

研究室の学生3名とトヨタ自動車本社工場を見学させていただきました。懇親会・2次会には、OBの松原くんと福田くんが駆けつけてくれました。

日本塑性加工学会九州支部の技術懇談会で講演する松野
FRAME 04 / KYUSHU
INVITED LECTURE

塑性加工学会九州支部の技術懇談会に招待をいただき、講演しました(松野)。

金沢駅でいただいたキトキト定食
FRAME 05 / KANAZAWA
CONFERENCE LOG

石川県地場産業振興センターで開催された日本材料学会第75期学術講演会に初参加してきました。M1の竹田くんが OS3:X線・中性子による材料強度評価 にて「放射光CTを用いたDP鋼内部不均一変形・損傷の可視化」を発表してくれました。会場の写真を撮り忘れたので、金沢駅中でいただいたキトキト定食を載せておきます。

STUDENT AWARD

江口くん(2026年3月卒)と上田くんが日本塑性加工学会より学生奨励賞をいただきました。

工学部HP ↗
国際会議ESAFORM 2026の会場に立つ松野
FRAME 06 / THESSALONIKI
INTERNATIONAL CONFERENCE

国際会議ESAFORM2026(ギリシャ・テッサロニキ)で松野が発表をしました。

予稿はここから ↗
研究室新人歓迎会の集合写真
FRAME 07 / WELCOME PARTY
LAB EVENT

研究室の新人歓迎会をしました。

東北大学金属材料研究所での3次元EBSD計測
FRAME 08 / IMR TOHOKU
MEASUREMENT LOG

M1の竹田くんと東北大金属材料研究所で3次元EBSD計測をやりました。

FACULTY AWARD

清水先生の論文が日本金属学会より表彰されました。

受賞リスト ↗
STUDENT-LED PAPER

2025年度卒の江口くんを第一著者とした論文が刊行されました。JFE社との産学連携論文です。

DOI ↗
SYSTEM LOG

活動状況の日記をつけ始めました。頑張ります(松野)。

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