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本研究室では金属材料の他に，ポリマー材料（いわゆるプラスチック）を対象とした研究も行っています．現在，私たちの身の回りにある日用品の多くがポリマーの成型品です．また，軽量で強度が高いといった特徴から自動車用バンパーなどの強度部材としてもポリマーは使用されています．強度部材は大きな負荷や衝撃が加わる環境下で使用されます．このような材料を用いて構造物を安全に設計するためには，材料特性の十分な把握や高精度の変形シミュレーションが必要となります．
図1 自動車のバンパー
 これまで当研究室では，ポリマー材料の変形挙動をシミュレーションで精度良く再現することを目指し，様々な角度から研究を行ってきました．
ポリマーには材料特性を改良するため，母材となるポリマーに異種材料を混合させるポリマーブレンドという技術があります．例えば，ゴム粒子を内部に充填させたポリマーブレンド（通常のポリマーより靭性が向上することが知られている）においては，変形するとともに粒子が剥離または破壊しボイド（すき間）を形成します．そこで，①球状であるボイドが引張方向に沿って楕円状に成長する異方性②ボイド成長による体積変化などの影響━を考慮したモデルの構築を実験とシミュレーションの両面から進めてきました．
図2 材料の変形にともなうボイド球状の変化
以上に加えて，引張方向への分子鎖配向による異方性や温度依存性・ひずみ速度依存性など考慮すべき特性はいくつも挙げられ，これらを対象とした実験的研究も通常のポリマー材料を用いて行っています．
図3 実験とシミュレーションによる変形挙動の比較
（ポリマーブレンドを用いた引張試験） |
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