荒居 善雄

理工学研究科 教授

教育

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研究概要

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学歴


 住所: 埼玉県さいたま市桜区下大久保255
       埼玉大学大学院 理工学研究科人間支援・生産科学部門
　　　　機械工学科棟 407室

現在の研究テーマ

セラミックス／金属接合材の強度に関する研究
異種接合材界面の応力解析、界面き裂の力学的評価、接合材の疲労強度
ナノスケールの固体力学に関する研究
量子ドットの発光特性を利用したナノスケール歪測定法の開発
金属基複合材料の強度に関する研究
セラミック粒子および繊維強化金属の破壊メカニズム
超音波法による疲労き裂発生の非破壊評価に関する研究
水侵斜角超音波法によるステンレス鋼のき裂発生寿命の評価

キーワード

非破壊評価、破壊力学、疲労、ナノメカニクス、界面

希望共同研究テーマ

半導体チップ内の熱応力解析
IC内の異なる材料間の熱膨張係数の差に起因する熱応力の評価方法を開発する。
ボルト軸力の超音波法による評価
超音波を用いてフランジ継ぎ手のボルト軸力を測定・管理する。
高サイクル疲労の超音波法による非破壊評価
疲労劣化を非破壊的に評価する方法として、超音波法の有効性を明らかにする。

研究環境・設備

実験技術
超音波測定技術、ひずみ測定技術、材料試験技術
装置
電気油圧式疲労試験機、超音波顕微鏡、シングアラウンド音速測定装置
レーザーモアレ変位測定装置、マイクロ材料試験機
ソフト
熱弾塑性有限要素解析コード

研究成果・実績

論文

Selected Publications

  • Rafiquzzaman MD, ARAI, Y. and TSUCHIDA, E., ``Fracture mechanisms of aluminium cast alloy locally reinforced by SiC particles and Al2O3 whiskers under monotonic and cyclic load,'' Mater. Sci. Tech., Vol. 24, No. 3, pp. 273 - 280, 2008.
  • Rafiquzzaman MD, ARAI, Y. and TSUCHIDA, E., ``Effect of Whisker Orientation on Monotonic and Fatigue Strength of Aluminium Cast Alloy Locally Reinforced by SiC Particles and Al2O3 Whiskers Under Monotonic and Cyclic load,'' J. Solid Mech. Mater. Engng., Vol. 2, No. 1, pp. 47 - 57, 2008.
  • Kazunari Ozasa, Mizuo Maeda, Masahiko Hara, Masane Ohashi, Yuan-Hua Liang, Hiroki Kakoi and Yoshio Arai, Localized strain effects on quantum dots induced by nanoprobeindentation, Physica E, Vol. 40, No. 4, pp. 1920 - 1923, 2008.
  • Kouris, D., Arai, Y., Yamaguchi, T. and Tsuchida, E., `` On the elastic interaction between a surface step and an edge dislocation,’’ Math. Mech. Solids, Vol. 13, No. 3-4, pp. 336 - 356 , 2008.
  • Horibe, T., Tsuchida, E., Arai, Y. and Kusano, N., Stresses in an Elastic Strip Having a Circular Inclusion Under Tension, J. Solid Mech. Mater. Engng., Vol. 2, No. 7, pp. 900 - 911, 2008
  • Yoshio ARAI, Tomoyuki OTSUKA, Hiroshi SUZUKI, Satoshi SHIBATA, Tomoyuki OHBUCHI and Takafumi IIJIMA, ``Evaluation of fatigue fracture mechanisms of Al alloy liner/FW-CFRP composite pressure vessels,'' Trans. JSME, Ser. A, Vol. 73, No. 735, pp. 1388-1393, 2007(in Japanese).
  • Rafiquzzaman MD, ARAI, Y. and TSUCHIDA, E., ``Strength Evaluation of Aluminium Cast Alloy Locally Reinforced by SiC Particles and Al2O3 Whiskers and Its Fractography,'' J. Mater. Sci. Jpn., Vol. 56, No. 11, pp. 1016 - 1021, 2007(in Japanese).
  • Yuan-Hua Liang, Masane Ohashi, Yoshio Arai and Kazunari Ozasa, ``Location of quantum dots identified by microscopic photoluminescence changes during nanoprobe indentation with a horizontal scan,'' Phys. Rev. B 75, 195318, pp. 1 - 10, 2007.
  • LIANG, Y., ARAI, Y., OZASA, K., OHASHI, M. and TSUCHIDA, E., ``Simultaneous measurement of nanoprobe indentation force and photoluminescence of InGaAs/GaAs quantum dots and its simulation,'' Physica E, Vol. 36, pp. 1 - 11 (2007. 1).
  • Yoshio ARAI, Eiichiro TSUCHIDA and Hideaki NAOMI, ``Evaluation of Low Cycle Fatigue Damage Evolution in Stainless Steel using Scanning Acoustic Microscope,'' Trans. JSME Ser. A, Vol. 72, No. 721, pp. 1405-1412, 2006(in Japanese).
  • Samadder Liton Kumar, Yoshio Arai and Eiichiro Tsuchida, Stress Field Around Interface Free Edge of Elastic/Elastic-Plastic Material Joints, Theor. and Appl. Mech., Vol. 54, pp. 101-112, 2005.
  • Samadder Liton Kumar, Yoshio Arai and Eiichiro Tsuchida, An Analysis on Singular Fields around an Interface Edge of Ceramic/Metal Joints Using Moire Interferometry Technique, JSME Int. J., Ser. A, Vol. 48, No. 4, pp. 240-245, 2005.
  • An-Long Chen, Yoshio Arai and Eiichiro Tsuchida, An Experimental Study on Effect of Thermal Cycling on Monotonic and Cyclic Response of Cast Aluminium Alloy-SiC Particulate Composites, Composites B, Vol. 36, No. 4, pp. 319-330, 2004.
  • An-Long Chen, Yoshio Arai and Eiichiro Tsuchida, A Numerical Study on the Effect of Thermal Cycling on Monotonic Response of Cast Aluminium Alloy-SiC Particulate Composites, Theor. and Appl. Mech. Vol.53, pp. 63-73, 2004.
  • Kazunari Ozasa, Yoshinobu Aoyagi, Masahiko Hara, Mizuo Maeda, Akihiko Yamane and Yoshio Arai, Enhanced Photoluminescence of InGaAs Quantum Dots Induced by Nanoprobe Indentation, Physica E, Vol. 21, pp. 265-269, 2004.
  • Kazunari Ozasa, Yoshinobu Aoyagi, Akihiko Yamane and Yoshio Arai, Enhanced Photoluminescence of InGaAs/GaAs Quantum Dots Induced by Nanoprobe Pressure Effects, Appl. Phys. Lett., Vol. 83, No. 11, pp. 2247-2249, 2003.
  • An-Long Chen, Yoshio Arai and Eiichiro Tsuchida, Effect of Thermal Cycling on Ductility at Elevated Temperature for SiCp Reinforced Aluminum Cast Alloy, Theor. Appl. Mech., Vol. 51, pp. 9-20, 2002.
  • Roziq Himawan, Yoshio Arai and Eiichiro Tsuchida, Measurement of Internal Geometry of Small Surface Crack by Ultrasonic Method(Relation between Back Reflection Intensity, Crack Depth and Crack Deflection), JSME Int. J. Ser. A, Vol. 45, No. 4, pp. 603-611, 2002.

    学術雑誌掲載論文リスト

    受賞

  • 日本機械学会賞（奨励賞）1988年
  • 日本材料学会論文賞1988年

    研究室紹介

  • 材料力学研究室.

    教員

  • 教授　　　荒居　善雄 　　　　　　 Yoshio ARAI
  • 准教授　　　荒木　稚子 　　　　　　 Wakako ARAKI
  • 助教　　　　　内山　豊美 　　　　 Toyomi UCHIYAMA

    　　　

    博士論文テーマ

  • 超音波法による低サイクル疲労微小き裂の非破壊評価

  • 修士論文テーマ

  • セラミックス／金属接合界面破壊の支配力学因子材の研究
  • 境界要素法によるすべりを許した介在物を含む半無限板の一様引張り
  • 楕円孔あるいはき裂を有する薄板の面外曲げ
  • セラミックスの応力腐食割れ挙動の研究
  • セラミックス／金属接合残留応力のX線測定に関する研究

  • 卒業論文テーマ

  • 境界要素法による楕円介在物を有する半無限板の一様引張り
  • 円環状き裂と楕円体介在物を有する半無限体の一軸引張り
  • 楕円介在物を有する異方性板の解析
  • 接合界面き裂の分子動力学による解析
  • 界面端部の弾塑性特異応力場の解析
  • 音弾性法によるボルト軸力測定に及ぼす曲げ変形の影響
  • 光弾性法による複合材料の応力解析
  • セラミックス／金属接合残留応力のX線応力解析
  • 超音波法による高サイクル疲労微小き裂の非破壊評価

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