大家　哲朗 (オオヤ　テツオ)

Oya, Tetsuo

写真a

所属（所属キャンパス）

理工学部 システムデザイン工学科 （矢上）

職名

専任講師

HP
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経歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 2005年04月
    -
    2008年03月

    豊田工業大学

  • 2008年04月
    -
    2010年03月

    東京大学生産技術研究所

  • 2009年09月
    -
    2011年03月

    玉川大学

  • 2010年04月
    -
    2014年03月

    東京大学生産技術研究所

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学歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 2000年03月

    東北大学, 工学部, 機械電子工学科

    大学, 卒業

  • 2005年03月

    東北大学, 情報科学研究科, システム情報科学専攻

    大学院, 修了, 博士

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学位 【 表示 ／ 非表示 】

  • 博士(情報科学), 東北大学, 課程, 2005年03月

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研究分野 【 表示 ／ 非表示 】

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 加工学、生産工学 (塑性力学・塑性加工学)

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 設計工学 (CAE)

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研究キーワード 【 表示 ／ 非表示 】

  • 塑性力学・結晶塑性力学

  • 成形解析・成形限界予測

  • プレス成形支援CAE，数値材料試験

  • 最適設計・プロダクトデザイン

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研究テーマ 【 表示 ／ 非表示 】

  • 有限要素多結晶モデルによる数値材料試験, 

    2016年
    -
    継続中

  • 分岐理論に基づく成形限界予測, 

    2014年
    -
    継続中

  • マルチフィジクス解析による冷却構造設計, 

    2020年
    -
    継続中

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論文 【 表示 ／ 非表示 】

  • A novel multiscale computational methodology for numerical material testing based on finite element polycrystal model

    Oya T., Araki N.

    Materials Today Communications （Materials Today Communications)  33 2022年12月

    研究論文（学術雑誌）, 共著, 筆頭著者, 査読有り

    　概要を見る

    In this paper, a novel computational procedure for numerical material testing method based on a strain rate-independent crystal plasticity model and an optimization scheme is presented. In order to simulate deformation of materials that exhibit mechanical anisotropy with high accuracy, it is necessary to apply material models that include many material parameters. Therefore, if difficult-to-perform material tests such as biaxial tests can be replaced by numerical material tests, the cost and time required for experiments can be significantly reduced. The proposed method was developed using a crystal plasticity-based finite element model, known as finite element polycrystal model (FEPM), and an optimization scheme based on a genetic algorithm (GA) for microscopic parameters. FEPM is a model that performs analysis while determining the activity of all slip systems without using the strain rate-dependent constitutive law that is commonly used and is suitable for numerical material testing because it has less physical ambiguity. In the optimization process, deformation anisotropy is related to the grain orientation expressed by the Euler angle, and yield stress anisotropy is related to the work-hardening coefficients of the slip system. In addition, by generating pseudo-anisotropic crystal orientation by numerical rolling, the need for crystal orientation observation is eliminated. In this paper, after giving a description of the proposed method, experimental verifications on aluminum alloys to prove the effectiveness of the proposed method are presented.

  • Formability mechanism of CFRP sheets using multiscale model based on microscopic characteristics of thermosetting resin

    Oya T., Nishino A.

    Multiscale and Multidisciplinary Modeling, Experiments and Design （Multiscale and Multidisciplinary Modeling, Experiments and Design)  4 （ 1 ） 65 - 76 2021年03月

    　概要を見る

    This study was undertaken to attempt to establish the press-forming of carbon fiber-reinforced plastic (CFRP) sheets through a forming simulation. Since press-forming induces large plastic deformation of a material, a reliable simulation requires accurate modeling of the plastic deformation of resin. However, there has been little research on the deformation mechanism of thermosetting resins under large plastic forming, which is targeted in this study, and therefore no appropriate plastic deformation model of a resin has been established. Thus, a new model was constructed for a thermosetting resin on the basis of plastic deformation characteristics considering the microscopic mechanism. In the proposed model, the breakage of molecular chains of a thermosetting resin is considered. A molecular dynamics simulation of epoxy resin determined the effect of this molecular chain breakage. It was confirmed that the proposed model can appropriately represent the mechanical characteristics of an actual thermosetting resin. Furthermore, using this model, the numerical analysis of a CFRP sheet through its representative volume element was carried out, and the result explained the improved formability of CFRP at high temperatures, as observed in related experiments.

  • Material testing of magnesium alloy AZ31B using a finite element polycrystal method based on a rate independent crystal plasticity model

    Vago G., Oya T.

    IOP Conference Series: Materials Science and Engineering （IOP Conference Series: Materials Science and Engineering)  967 （ 1 ）  2020年11月

    ISSN  17578981

    　概要を見る

    Magnesium and its alloys are attractive structural light materials because they have a high spe-cific strength and high specific stiffness. That is why their usage in high performance automotive and aerospace applications has been increased. However, their high anisotropy and low ductility could bring to forming failure, to avoid these a better accuracy for metal forming simulation is re-quired. The identification of macroscopic parameters is expensive due to the experiments needed to find them, the use of multi-scale approach allows to find parameters for the model through easier experiments. A finite element polycrystal method, based on a rate independent polycrystal plasticity model, is implemented in order to perform the material testing of a cast magnesium alloy AZ31B. The parameters of the model are adjusted to better fit the experimental data through a trial and error process.

  • Work-hardening behavior prediction model of arbitrary reloading process based on material crystallographic structure

    Oya T., Yanagimoto J., Ito K., Uemura G., Mori N.

    IOP Conference Series: Materials Science and Engineering （IOP Conference Series: Materials Science and Engineering)  967 （ 1 ）  2020年11月

    ISSN  17578981

    　概要を見る

    In the case of complex forming process that receives a secondary loading after the primary loading, it is necessary to appropriately represent the work-hardening state according to the forming history. Namely, it is necessary to accurately model complex forming process including reversal loading (Bauschinger effect) and orthogonal loading (cross-hardening). In this study, a composite anisotropic hardening expression based on the crystallographic structure using the finite element polycrystal model is proposed. Numerical investigations are conducted to consider the effectiveness of the proposed model. In which, an alternation rate is introduced to capture the activity of the slip systems to support the idea behind the proposed model. In addition, flow curves of the secondary loading are produced by the proposed model, which is compared with the conventional model.

  • Constitutive Equations Based on Non-associated Flow Rule for the Analysis of Forming of Anisotropic Sheet Metals

    Wu B., Ito K., Mori N., Oya T., Taylor T., Yanagimoto J.

    International Journal of Precision Engineering and Manufacturing - Green Technology （International Journal of Precision Engineering and Manufacturing - Green Technology)  7 （ 2 ） 465 - 480 2020年03月

    ISSN  22886206

    　概要を見る

    In this study, an anisotropic constitutive model based on the non-associated flow rule was developed for anisotropic sheet metals. This model was defined in the quadratic form of the Hill’s anisotropic function under a general three-dimensional stress condition. The anisotropic parameters for the yield function were identified using the directional planar yield stresses, bulge yield stress and shear yield stress, while those for the plastic potential function were identified using the directional r-values. A full expression related to the non-associated flow rule was applied and the model was implemented into the finite element code ABAQUS. A static-implicit analysis and the solid element were applied. Capability of the developed model for predicting the anisotropic behavior of sheet metal was investigated by considering two different sheet metal forming processes: cylindrical cup drawing of AA2090-T3, A6061P-T6 and SPCE; and hole expansion forming test of A6016-O. Cup heights and through-thickness strain distributions obtained from the simulations were compared with the experimental data. Results demonstrate that the developed material model considering 3D condition can improve accuracy of predicting the anisotropic behaviors. Furthermore, the simple formulations are efficient and user-friendly for computational analyses and solving the common industrial sheet metal forming problems.

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KOARA（リポジトリ）収録論文等 【 表示 ／ 非表示 】

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総説・解説等 【 表示 ／ 非表示 】

  • 有限要素多結晶モデルによる結晶塑性解析の特徴と実例

    大家哲朗

    ぷらすとす(日本塑性加工学会会報誌) (日本塑性加工学会)  6 ( 61 ) 24 - 28 2023年01月

    記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）, 単著, 筆頭著者

  • 熱硬化性CFRPのプレス成形性向上に向けた樹脂の力学的挙動のマルチスケール解析

    大家哲朗

    CFRP/CFRTPの界面制御、成形加工技術と部材応用 (技術情報協会)     213 - 223 2020年12月

    記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）, 筆頭著者

  • 関連流れ則に基づく塑性構成式の問題点とその解決策

    大家 哲朗，伊藤耿一

    塑性と加工 (日本塑性加工学会)  57 ( 662 ) 188 - 193 2016年03月

    記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）, 共著

  • 金属塑性加工における破壊予測理論の展望

    大家 哲朗，伊藤耿一

    塑性と加工 (日本塑性加工学会)  56 ( 658 ) 914 - 919 2015年11月

    記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）, 共著

  • 意匠曲面生成の基礎(2) 細分割曲面による表現

    東正毅，大家 哲朗

    精密工学会誌 (精密工学会)  80 ( 10 ) 914 - 917 2014年10月

    記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）, 共著

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研究発表 【 表示 ／ 非表示 】

  • 非関連流れ則および応力増分方向依存性塑性構成式に基づく極薄板材の引張り解析(第2報)

    大家哲朗，伊藤耿一，植村元，森尚逹

    第73回塑性加工連合講演会, 

    2022年11月
    , 

    口頭発表（一般）

  • 塑性加工中の多結晶材料の加工硬化挙動に及ぼす微視構造の影響(第3報)

    大家哲朗，伊藤耿一

    第73回塑性加工連合講演会, 

    2022年11月
    , 

    口頭発表（一般）

  • マルチフィジクス解析を用いた形状最適化によるγ線コンバータの上流部設計

    山本寛人，大家哲朗

    日本機械学会第35回計算力学講演会（CMD2022）, 

    2022年11月
    , 

    口頭発表（一般）

  • 引張り変形下における極薄板の塑性変形挙動 -FEM 解析への非関連流れ則に基づく応力増分方向依存性塑性構成式の導入

    大家哲朗

    日本機械学会 M&M2022 材料力学カンファレンス, 

    2022年09月
    , 

    口頭発表（一般）

  • セル構造を考慮した材料力学による葉の萎れメカニズムの検討

    大家哲朗

    日本機械学会 M&M2022 材料力学カンファレンス, 

    2022年09月
    , 

    口頭発表（一般）

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競争的研究費の研究課題 【 表示 ／ 非表示 】

  • プロセスチェイン統合型塑性加工CAEシステムの構築

    2023年04月
    -
    2026年03月

    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 補助金,  研究代表者

  • 微視的変形機構を考慮したマルチスケール数値材料試験による一般化材料モデルの構築

    2018年04月
    -
    2021年03月

    日本学術振興会, 科学研究費補助金, 補助金,  研究代表者

  • 高精度破断予測を目的とした異方性塑性構成式に関する研究

    2016年01月
    -
    2016年12月

    天田財団, 一般研究開発助成, 補助金,  研究代表者

  • 熱硬化CFRP の連続薄板化・100℃成形加工・塑性接合による極限軽量構造の具現化

    2014年04月
    -
    2019年03月

    日本学術振興会, 科学研究費補助金, 柳本潤, 補助金,  研究分担者

  • 複層鋼板の多軸応力場における塑性変形挙動の解明と材料モデル構築

    2014年04月
    -
    2016年03月

    日本学術振興会, 科学研究費補助金, 補助金,  研究代表者

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受賞 【 表示 ／ 非表示 】

  • 東京・南関東支部奨励賞

    2017年04月, 日本塑性加工学会

    受賞区分： 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

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担当授業科目 【 表示 ／ 非表示 】

  • 構造システム工学

    2023年度

  • システムデザイン工学輪講

    2023年度

  • 非線形固体力学

    2023年度

  • 力学的モデリング

    2023年度

  • 設計・計画の最適化数理

    2023年度

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担当経験のある授業科目 【 表示 ／ 非表示 】

  • デザインリテラシー演習

    慶應義塾

    2018年04月
    -
    2019年03月
    , 

    春学期, 演習, 兼担, 70人

  • 非線形固体力学

    慶應義塾

    2018年04月
    -
    2019年03月
    , 

    秋学期, 講義, 兼担, 10人

  • 設計・計画の最適化数理

    慶應義塾

    2018年04月
    -
    2019年03月
    , 

    秋学期, 講義, 兼担, 50人

  • 構造システム工学

    慶應義塾

    2018年04月
    -
    2019年03月
    , 

    秋学期, 講義, 専任, 40人

  • 自然科学実験物理学編

    慶應義塾

    2018年04月
    -
    2019年03月
    , 

    秋学期, 実習・実験, 兼担

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所属学協会 【 表示 ／ 非表示 】

  • 自動車技術会, 

    2014年06月
    -
    継続中

  • 日本設計工学会, 

    2012年05月
    -
    継続中

  • 日本鉄鋼協会, 

    2012年03月
    -
    継続中

  • 日本塑性加工学会, 

    2008年05月
    -
    継続中

  • 精密工学会, 

    2005年06月
    -
    継続中

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委員歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 2015年04月
    -
    継続中

    編集委員，校閲委員, 日本塑性加工学会

  • 2018年04月
    -
    継続中

    商議員，庶務幹事(2021〜2022年度)，会計幹事(2023年度), 日本塑性加工学会　東京・南関東支部

  • 2016年04月
    -
    継続中

    創形創質工学部会・運営委員, 日本鉄鋼協会

  • 2012年05月
    -
    2020年05月

    校閲委員，特別投稿担当幹事, 日本設計工学会

  • 2012年03月
    -
    2022年03月

    創形創質部会若手フォーラム幹事，座長, 日本鉄鋼協会

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