電子スペックルパターン干渉法 （Electronic Speckle Pattern Interferometry，ESPI）は光学計測技術の一種で，全視野，非接触かつ高精度に材料の表面変位の計測が可能といった特徴を持ちます． 本研究室では，ESPIを用いて鉄鋼やアルミニウムなどの金属材料の変形を撮影し，画像処理手法を用いて，変位・応力・ひずみの計測およびデータ解析を行っています． 応用研究として，構造材料の疲労寿命評価技術に関する研究や溶接継手の信頼性評価に関する研究を行っています．

【研究テーマ】
・光干渉法を用いたAl-Mg合金の変形・破壊現象の可視化
・光干渉法を用いた材料の疲労破壊予知
・レーザー局所加熱を利用した残留応力評価
・機械学習を併用したESPI干渉縞の解析

超音波振動を利用して，材料同士を溶かさずに，瞬時に接合できる超音波接合は，自動車のワイヤーハーネスや電気自動車のリチウムイオン電池の接合技術，またパイプを封止する技術としても利用されています． 特に，薄板や小型部品のスポット接合で効果を発揮します．接合実験だけでなく，有限要素法（Finite Elements Methods, FEM）によるシミュレーションも行い，熱・構造解析，画像解析，荷重解析，断面観察などを通して接合過程を明らかにしています また，超音波接合と同じように，ろう付やはんだ付時の接合部に超音波振動を与えることで，アルミやチタンなどをフラックスを用いずに接合が可能です． 製品の高機能化やコストダウンを実現するためには，様々な材料を組み合わせて（接合して）利用する「マルチマテリアル化」が重要とされています．超音波振動を利用した接合技術は，マルチマテリアル化を達成する材料接合技術の一つとして期待されてます．

【研究テーマ】
・アルミと銅の異種材超音波接合
・自動車用バッテリーの多層箔の接合メカニズムの可視化と最適化
・複合振動によるCFRTPと金属の超音波接合
・超音波接合によるハイテン鋼の接合


金属同士を摩擦させることで，溶かさずに瞬時に接合する技術です． こちらでも解説しています．

ろう付は，母材よりも融点の低い金属（ろう材）を溶融させ一種の接着剤のように母材と母材の間に流し込むことで接合を完了する技術です．
接合する材料をほとんど溶かさずに接合することができます．従来の技術では接合が難しい新材料を接合する技術について研究しています．

【研究テーマ】
・超音波を利用したろう付
・焼結材とアルミの低還元雰囲気ろう付


各種金属材料のろう付の研究についてこちらでも解説しています．

加圧圧接法は，鉄道レールや鉄筋を接合する際に用いられる固相接合の一種です． この手法は，軸方向の圧縮応力と加熱軟化に起因して接合部近傍に塑性変形が生じることにより接合が達成されます． 加熱や加圧を制御し，接合の形成に及ぼす影響について研究しています．

【研究テーマ】
・界面形状制御を行ったアルミニウムと鉄鋼の小変形加熱圧接
・界面ひずみが酸化被膜分解に与える影響

Direct Energy Deposition（DED）方式を用いた金属積層造形技術は，造形速度が速く，既存部品への変形加工，さらには異種材料による複層化が可能である. 一方，本手法は，レーザーやアークにより被加工材を局所的に溶融させながら金属材料を供給して積層するプロセスであることに起因し，て積層金属には気泡や凝固われ粗大結晶粒を含む組織となる場合がある. これらの溶接欠陥は疲労強度の低下や部材の異方性，さらには残留応力による造形物の変形など様々なスケールで影響を及ぼす．

【研究テーマ】
・金属積層造形に．．．

水中に超音波を照射することで，超音波キャビテーションを発生させます． そのキャビテーション気泡が崩壊する時の衝撃力を用いて，金属材料の疲労強度を向上させる研究です．

【研究テーマ】
・超音波キャビテーション現象の可視化
・超音波キャビテーションピーニングによる薄膜金属の高強度化

靭帯は,関節を安定させる上で主要な役割を果たしています. これら靭帯の正常な生体力学的挙動の知識は, 靭帯損傷または外科的処置後の膝の最適な安定性を確保するために重要です. ストレイン超音波エラストグラフィー(SE)は, 組織の剛性に敏感な非侵襲的イメージング法であり, 近年, 診断モダリティとしての使用に加え, SEは筋軟骨構造の力学的特性を評価するために広く使用されています.

【研究テーマ】
・足関節前距腓靭帯の底屈に伴う剛性評価