2025/04/02 更新

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シイハラ　ヨシノリ
椎原　良典
Yoshinori Shiihara
所属
大学院工学研究科 機械システム分野 固体力学研究室 准教授   
学位
博士（工学） （ 東京大学 ）
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研究分野

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 設計工学  / 計算力学、トライボロジー、第一原理計算、分子動力学、有限要素法、機械的特性、ナノテクノロジー

主な研究論文

  • Implementation of Atomic Stress Calculations with Artificial Neural Network Potentials

    Ivan Lobzenko, Tomohito Tsuru, Hideki Mori, Daisuke Matsunaka, Yoshinori Shiihara

    Materials Transactions   64   2481 - 2488   2023年10月1日

    Artificial neural network molecular mechanics of iron grain boundaries

    Yoshinori Shiihara, Ryosuke Kanazawa, Daisuke Matsunaka, Ivan Lobzenko, Tomohito Tsuru, Masanori Kohyama, Hideki Mori

    Scripta Materialia   207   114268   2022年1月15日

    Origin of surface stress on late transition metal surfaces:Ab initio local stress and tight-binding model

    Yoshinori Shiihara, Masanori Kohyama, Shoji Ishibashi

    Physical Review B   87 ( 12 )   125430   2013年3月29日

    Ab initio local stress and its application to Al (111) surfaces

    Yoshinori Shiihara, Masanori Kohyama, Shoji Ishibashi

    Physical Review B   81 ( 7 )   75441   2010年2月26日

    Shear softening in a metallic glass: first-principles local-stress analysis

    I Lobzenko, Y Shiihara, T Iwashita, T Egami

    Physical Review Letters   124   085503   2020年2月27日

所属学協会

  • 日本材料学会

    2023年10月 - 現在

  • 日本MRS

    2023年10月 - 現在

  • 日本物理学会

    2015年4月 - 現在

  • 日本金属学会

    2008年4月 - 現在

  • 日本機械学会

    2003年4月 - 現在

研究テーマ

  • 第一原理局所応力計算法の開発

    椎原　良典

    2017年度 - 現在

    　詳細

    材料のナノレベルでの力学状態は材料強度発現の根源的機構を記述するのみにとどまらず，化学的特性，電磁気学的特性の面からも重要である．本研究では材料中のナノレベル応力を電子論に基づく第一原理計算から評価できる第一原理局所応力法を開発し，その妥当性，適用可能性を明らかとする．

    成果：

    2023年度
    構築した機械学習ポテンシャル原子応力計算を鉄の粒界割れシミュレーションに適用し，き裂近傍応力場の高精度評価に成功した．

    2022年度
    機械学習ポテンシャルでの原子応力計算手法を構築し，第一原理計算を定性的に再現する精度で計算可能であることを鉄表面・アルミ表面上で確認した．

  • ヒト肌のしわ形成シミュレーション

    椎原　良典

    2017年度 - 2022年度

    　詳細

    美容科学の観点から，人の肌において生じるしわと肌の材料特性の関係は皮膚科学，美容科学の観点から重要である．本研究ではしわを肌表面の非線形座屈現象と捉え，有限要素法による非線形座屈解析によりしわ形成をシミュレートする．肌の有限要素モデル化，肌の材料特性に関するパラメトリックスタディを通じて，材料特性としわ形成の相関を明らかとする．

    成果：

    2022年度
    ある非線形材料特性に着目して計算を実施し，しわとの関係を明らかにした．

  • 並列ペリダイナミクス粒子法の開発

    椎原　良典

    2017年度 - 2022年度

    　詳細

    ペリダイナミクス粒子法は粒子ベースで離散化する連続体シミュレーション法であるが，大規模計算に必須な並列アルゴリズムやその実装については議論が尽くされていない．本研究では，ハウスコードとして開発したペリダイナミクスコードを並列化し，超並列計算機上での並列効率の検証およびそのアルゴリズムの開発・改良を目的とする．

    成果：

    2022年度
    並列ペリダイナミクスコードの実証実験を実施した．

  • 第一原理計算によるナノヘテロ表面上における高分子金属表面相互作用の解明

    椎原　良典

    2017年度 - 2022年度

    　詳細

    HPTなどの強加工により大量の格子欠陥が導入された鋼材表面（ナノヘテロ表面）においては，境界潤滑下における摩擦係数が無加工材のそれと異なることが知られている．一方で，この現象が生じるその機構については未だ明らかでない．本研究では，電子論に基づく第一原理計算によりナノヘテロ表面と潤滑油の相互作用を明らかとし，摩擦係数変化機構の解明を目指す．

    成果：

    2022年度
    欠陥を含む鉄表面と吸着分子複数の相互作用をシミュレーションし，吸着分子の振る舞いを明らかにした．

論文

  • Implementation of Atomic Stress Calculations with Artificial Neural Network Potentials 査読

    Ivan Lobzenko*, Tomohito Tsuru*, Hideki Mori*, Daisuke Matsunaka*, Yoshinori Shiihara

    (accepted)   2023年9月

    　詳細

    担当区分：最終著者,　責任著者   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

  • First-principles atomic level stresses: application to a metallic glass under shear 査読

    Ivan Lobzenko*, Tomohito Tsuru*, Yoshinori Shiihara, Takuya Iwashita*

    Materials Research Express   10 ( 8 )   085201 - 085201   2023年8月 （     eISSN:2053-1591 ）

    　詳細

    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IOP Publishing  

    Abstract

    Unlike crystalline alloys, metallic glasses (MGs) do not possess distinctive defects but exhibit a highly heterogeneous response to shear deformation. The difficulties in describing such non-uniform behaviour hamper the prediction of the mechanical properties of MGs. Using the first-principles athermal quasi-static shear simulation on a CuZr glass, we investigate the mechanical responses of various atomic-level parameters, such as the first-principles atomic stresses and electronic properties (an atomic charge, chemical bonds, etc), and their correlations. We find that the atomic von Mises stress is correlated with a ${D}_{\min }^{2}$ parameter, which is commonly employed and also serves as a unique measure of the degree of non-uniform responses. We also show little correlation between the mechanical and electronic properties during the relaxation process, while we perceive a high correlation between the change in chemical and topological bonds. We discuss the physical insights behind these correlations.

    DOI： 10.1088/2053-1591/acf2da

    その他リンク： https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2053-1591/acf2da/pdf

  • Influence of group IV element on basic mechanical properties of BCC medium-entropy alloys using machine-learning potentials 査読

    Ivan Lobzenko **, Yoshinori Shiihara, Hideki Mori **, Tomohito Tsuru **

    Computational Materials Science   219   112010   2023年2月

    　詳細

    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Elsevier  

  • Improved mechanical properties of Co-free high-entropy Cantor alloy: A first-principles study 査読

    Ivan Lobzenko **, Daixiu Wei **, Mitsuhiro Itakura **, Yoshinori Shiihara, Tomohito Tsuru **

    Results in Materials   17   100364   2023年1月

    　詳細

    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Elsevier  

  • Atomic Stress State Inside fcc and bcc Random Alloys : A First-Principles Approach 査読

    Yoshinori Shiihara, Yuki Itai*, I. Lobzenko **, T. Tsuru **

    Frontiers in Materials   2022年3月

    　詳細

    担当区分：筆頭著者   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

  • Core structure and Peierls barrier of basal edge dislocations in Ti<TUB>3</TUB>AlC<TUB>2</TUB> MAX phase 査読

    Rana Hossain **, Hajime Kimizuka **, Yoshinori Shiihara, Shigenobu Ogata **

    Computational Materials Science   2022年3月

    　詳細

    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

  • Effect of Surface Nano-crystalline Layer Formed by Heavy Plastic Deformation Process on Rolling Contact Fatigue 査読

    N. Adachi **, Y. Todaka*, T. Masaki*, Yoshinori Shiihara, T. Suzuki*, M. Tsukahara*, O. Idohara*

    ISIJ International   ISIJINT - 2021   2022年2月

    　詳細

    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

  • Artificial neural network molecular mechanics of iron grain boundaries 査読

    Yoshinori Shiihara, Ryosuke Kanazawa*, Daisuke Matsunaka **, Ivan Lobzenko **, Tomohito Tsuru **, Masanori Kohyama **, Hideki Mori **

    Scripta Materialia   2022年1月

    　詳細

    担当区分：筆頭著者   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

  • Adsorption enhancement of a fatty acid on iron surface with Σ3(1 1 1) grain boundary 査読

    Ivan Lobzenko **, Yoshinori Shiihara, Yoshitaka Umeno **, Yoshikazu Todaka **

    APPLIED SURFACE SCIENCE   543   148604   2020年12月

    　詳細

    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：ELSEVIER  

  • Effect of grain boundary on the friction coefficient of pure Fe under the oil lubrication 査読

    Nozomu Adachi **, Yasutaka Matsuo **, Yoshikazu Todaka **, Mikiya Fujimoto **, Masahiro Hino **, Masatoshi Mitsuhara **, Yojiro Oba **, Yoshinori Shiihara, Yoshitaka Umeno **, Minoru Nishida **

    TRIBOLOGY INTERNATIONAL   155   106781   2020年11月

    　詳細

    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：ELSEVIER SCI LTD  

  • Coarse-Grained Molecular Dynamics Simulations of Boundary Lubrication on Nanostructured Metal Surfaces 査読

    J. Albina **, A. Kubo **, Yoshinori Shiihara, Y. Umeno **

    Tribol. Lett.   68   49   2020年3月

    　詳細

    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

  • Shear Softening in a Metallic Glass: First-Principles Local-Stress Analysis 査読

    イバン　ロブゼンコ, Yoshinori Shiihara, T. Iwashita **, T. Egami **

    Physical Review Letters   124   085503   2020年2月

    　詳細

    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：American Physical Society  

  • 表層ナノ組織化鋼材における転動疲労試験を模擬した有限要素解析（内部せん断平均応力に及ぼす摩擦係数の影響 査読

    椎原　良典, 梅野 宜崇 **, 足立 望 **, 戸髙 義一 **

    日本機械学会論文集   86   19 - 00270   2020年2月

    　詳細

    担当区分：筆頭著者   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：日本機械学会  

  • Chemisorption enhancement of single carbon and oxygen atoms near the grain boundary on Fe surface: ab initio study 査読

    I. Lobzenko*, Yoshinori Shiihara, A. Sakakibara*, Y. Uchiyama*, Y. Umeno **, Y. Todaka **

    Applied Surf. Sci.   493   1042   2019年6月

    　詳細

    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Elsevier  

  • Fast quasi-implicit NOSB peridynamic simulation based on FIRE algorithm 査読

    Yoshinori Shiihara, S. Tanaka **, N. Yoshikawa **

    Mechanical Engineering Journal   ６   18 - 00363   2019年6月

    　詳細

    担当区分：筆頭著者   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：日本機械学会  

  • 鉄鋼材料におけるリン系添加剤配合潤滑油中の高摩擦係数化に及ぼす高密度格子欠陥の影響 査読

    殿塚 一希*, 椎原　良典, 他9名*

    鉄と鋼   105 ( 2 )   282 - 289   2018年10月 （   ISSN:0021-1575 ）

    　詳細

    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：日本鉄鋼協会  

  • First-principles study of hydrogen segregation at the MgZn2 precipitate in Al-Mg-Zn alloys 査読

    T. Tsuru **, M. Yamaguchi **, K. Ebihara **, M. Itakura **, Yoshinori Shiihara, K. Matsuda **, H. Toda **

    Computational Materials Science journal   148   301 - 306   2018年3月

    　詳細

    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Elsevier  

  • Involvement of Stratum Corneum in Initial Residual Wrinkle Formation Induced by Facial Expression 査読

    Yusuke Hara **, Mana Sato **, Yoshinori Shiihara, Nobuhiro Yoshikawa **, Tetsuji Hirao **, Ichiro Iwai **

    IFSCC Magazine   15 - 22   2017年12月

    　詳細

    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：International federation of societies of cosmetic chemists  

  • Mechanical properties of Fe rich Fe–Si alloys: ab initio local bulk-modulus viewpoint 査読

    Somesh Kr Bhattacharya **, Masanori Kohyama **, Yoshinori Shiihara, Shingo Tanaka **, Arkapol Saengdeejing **, Ying Chen **, Tetsuo Mohri **

    Materials Research Express   4   116518   2017年11月

    　詳細

    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IOP Publishing  

  • Fast and scalable prediction of local energy at grain boundaries: machine-learning based modeling of first-principles calculations 査読

    Tomoyuki Tamura **, Masayuki Karasuyama **, Ryo Kobayashi **, Ryuichi Arakawa **, Yoshinori Shiihara, Ichiro Takeuchi **

    Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering   25   075003   2017年8月

    　詳細

    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IPO Publishing  

  • Ab initio local-energy and local-stress analysis of tensile behaviours of tilt grain boundaries in Al and Cu 査読

    Hao Wang **, Masanori Kohyama **, Shingo Tanaka **, Yoshinori Shiihara

    Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering   25   15005   2016年12月

    　詳細

    担当区分：最終著者   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Institute of Physics  

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MISC

  • Ab Initio Local-Energy and Local-Stress Calculations for Materials Science and Engineering 査読

    Masanori Kohyama AIST*, Shingo Tanaka AIST*, Yoshinori Shiihara

    MATERIALS TRANSACTIONS   62 ( 1 )   1 - 15   2021年1月

    　詳細

    担当区分：最終著者   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（その他）   出版者・発行元：JAPAN INST METALS & MATERIALS  

  • 原子スケールの応力場：第一原理原子応力計算法の開発 査読

    椎原　良典

    計算工学   21 ( 2 )   3413 - 3416   2016年5月

    　詳細

    担当区分：筆頭著者   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（その他）   出版者・発行元：計算工学会  

講演・口頭発表等

  • 第一原理原子応力によるハイエントロピー合金内部の応力場解析金属 招待 国際会議

    椎原　良典

    日本金属学会2021年春季講演大会  ( オンライン )   2021年3月  日本金属学会

    　詳細

    会議種別：口頭発表（招待・特別）  

  • 第一原理原子応力計算による金属ガラスの原子レベル変形機構の解明 招待 国際会議

    椎原　良典

    日本金属学会2020年秋季講演大会  ( オンライン )   2020年9月  日本金属学会

    　詳細

    会議種別：口頭発表（招待・特別）  

  • Non-ordinary state based 定式ペリダイナミクス によるき裂進展解析 国際会議

    増田和之*, 椎原　良典

    オープンCAEシンポジウム  ( 名古屋大学 )   2017年12月  オープンCAE学会

    　詳細

    会議種別：口頭発表（一般）  

    Non-ordinary state-basedペリダイナミクスのき裂進展問題への適用について講演した

  • 粒界が表面に露出した bcc 鉄表面の 第一原理吸着エネルギー計算 国際会議

    椎原　良典

    日本物理学会秋季大会  ( 岩手大学 )   2017年9月  日本物理学会

    　詳細

    会議種別：口頭発表（一般）  

    ヘテロナノ構造における摩擦係数変化メカニズムと目される、格子欠陥上の吸着特性を明らかとするために、第一原理計算による粒界近傍の炭素原子吸着エネルギー評価を基礎的研究として実施した。

  • 炭素繊維樹脂界面マイクロスケール破壊のペリダイナミクスシミュレーション 国際会議

    鈴木遥翔*, 椎原　良典

    日本機械学会第30回計算力学講演会  ( 近畿大学東大阪キャンパス )   2017年9月  日本機械学会

    　詳細

    会議種別：口頭発表（一般）  

    マイクロドロップレット試験へのペリダイナミクスの応用とそこで問題となる接触モデリングについて講演した

  • ペリダイナミクスとハミルトニアン粒子法における定式の 比較 国際会議

    椎原　良典

    日本機械学会第30回計算力学講演会  ( 近畿大学東大阪キャンパス )   2017年9月  日本機械学会

    　詳細

    会議種別：口頭発表（一般）  

    Non-ordinary state-basedペリダイナミクスとハミルトニアン粒子法の類似性について講演した

  • Atomistic-level interaction between lubricant and SPD-processed metallic surface: first principles, molecular dynamics, and coarse-grained molecular dynamics approaches 招待 国際会議

    Yoshinori Shiihara, Yoshitaka Umeno **

    FiMPART' 2017  ( フランス，ボルドー )   2017年7月 

    　詳細

    会議種別：口頭発表（招待・特別）  

  • Ab initio description of stress distribution in the vicinity of lattice defects 招待 国際会議

    椎原　良典

    日本MRS年次大会  ( 横浜市開港記念館 )   2016年12月  日本MRS

    　詳細

    会議種別：口頭発表（招待・特別）  

  • Local stress inside Mg-based synchronized LPSO phase: Ab initio local stress calculation 国際会議

    Yoshinori Shiihara, Masanori Kohyama Research Institute of Electrochemical Energy, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology*

    The 3rd International Symposium on Long-Period Stacking Ordered Structure and Its Related Materials (LPSO2016)  ( Mielparque Kyoto )   2016年12月 

    　詳細

    会議種別：口頭発表（一般）  

  • Peridynamic simulation of interface fracture between carbon fiber and resin 国際会議

    Yoshinori Shiihara, Shoki Tanaka Institute of Industrial Science, The University of Tokyo*, Nobuhiro Yoshikawa Institute of Industrial Science, The University of Tokyo*

    Asia-Pacific Conference on Fracture and Strength (APCFS2016)  ( Toyama International Convention Center )   2016年9月  The Japan Society of Mechanical Engineers (JSME)

    　詳細

    会議種別：口頭発表（一般）  

  • 表面に露出した鉄粒界近傍の吸着エネルギー評価 国際会議

    椎原　良典

    日本物理学会秋季大会  ( 金沢大学角間キャンパス )   2016年9月  日本物理学会

    　詳細

    会議種別：口頭発表（一般）  

  • ペリダイナミクス粒子法を用いた樹脂繊維界面強度評価法に関する基礎的検討 国際会議

    椎原　良典, 吉川暢宏 東京大学生産技術研究所*

    日本機械学会計算力学講演会  ( 名古屋大学東山キャンパス )   2016年9月  日本機械学会

    　詳細

    会議種別：口頭発表（一般）  

  • 格子欠陥近傍応力場を解明する 第一原理局所応力計算法の開発 招待 国際会議

    椎原　良典

    日本物理学会領域10格子欠陥分科格子欠陥フォーラム  ( コープイン京都 )   2016年9月  日本物理学会領域10格子欠陥分科

    　詳細

    会議種別：口頭発表（招待・特別）  

  • Ab initio local stiffness calculation of semiconductor surfaces 国際会議

    Yoshinori Shiihara, Masanori Kohyama Research Institute of Electrochemical Energy, Department of Energy and Environment, National Institute of Industrial Science and Technology*

    9th Pacific Rims International Conference on Advanced Materials and Processing  ( Kyoto International Conference Center )   2016年8月  The Japan Institute of Metals and Materials

    　詳細

    会議種別：口頭発表（一般）  

  • 複合材料のマルチスケールモデリング 招待 国際会議

    椎原　良典

    SIP「革新的構造材料」 コロキウム  ( 東京大学生産技術研究所 )   2016年7月  科学技術振興機構

    　詳細

    会議種別：口頭発表（招待・特別）  

  • Local stress analysis of adsorption-induced surface stress on late-transition metallic surface 国際会議

    Yoshinori Shiihara, Masanori Kohyama Research Institute of Electrochemical Energy, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology*

    ISAM4 in Materials structure and micromechanics of fracture (MSMF8)  ( Brno, Czech Republic )   2016年6月  Faculty of Mechanical Engineering and the Central European Institute of Technology

    　詳細

    会議種別：口頭発表（一般）  

  • 介在物原子を含むMg合金SLPSO相中の第一原理応力分布評価 国際会議

    椎原　良典, 香山正憲 産業技術総合研究所*

    計算工学講演会  ( 朱鷺メッセ新潟コンベンションセンター )   2016年6月  日本計算工学会

    　詳細

    会議種別：口頭発表（一般）  

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科学研究費補助金

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受託研究・共同研究 ※本学入職以降の業績のみ

  • 研究成果展開事業 産学共創基礎基盤研究プログラム/革新的構造用金属材料創製を目指したヘテロ構造正業に基づく新指導原理の構築/「鋼材／潤滑油」界面における機能性ヘテロナノ構造制御に基づく転動疲労高特性化のための指導原理の確立

    受託研究 2016年4月 - 2020年3月

    国立研究開発法人科学技術振興機構

    椎原　良典

奨学寄付金・研究助成金 ※本学入職以降の業績のみ

  • ナノメカニクス諸現象を解明する原子応力計算法の開発

    公益財団法人豊田理化学研究所 2018年4月 - 2019年3月

    椎原　良典

担当科目（学内） ※授業フィードバックは学内ネットワークからのみ閲覧可能です。

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教育内容・方法の工夫

  • 「C言語プログラミング」：動画教材作成による演習時間の確保

    　詳細

    C言語は古い言語ではあるが，その高速性・コンパクト性から組み込み機器や大規模シミュレーションなどで依然大きな需要がある．一方で，低級言語に近い構造を持っていることから，Python等の比較的近代的な言語に比べてコードは長大となり難解となる．本講義ではこの低級言語に近いという点を利用して，プログラムの講義を通じてコンピュータアーキテクチャの理解を深めることができる形式としている．具体的には，ポインタのメモリアドレスを通じた理解，アセンブリに関する内容に大きなウェイトを置いて講義を実施している．プログラミングは直接指導が重要である．そのため，他の講義と同様に動画講義を教材として準備し，実際の対面の講義では質問を受けての直接指導を実施している．また，プログラミングの実践機会を確保するため，オンラインプログラミング学習サイトを教材の一部として組み込んでいる．

  • 「弾塑性力学」：動画教材作成による演習時間の確保

    　詳細

    本講義は弾塑性力学というタイトルのとおり材料の変形を記述する弾性問題，塑性問題を扱うが，それに加えて，応力集中，破壊，疲労といったものづくりの中で極めて重要な概念をカバーしている．学習量が多く消化不良となる問題に対処するため，講義の後半部分において，動画講義を実践している．

  • 「工学基礎実験2：応力とひずみ」：演習を組み合わせた実験構成

    　詳細

    本テーマでは，材料力学において重要な概念である応力とひずみを実践的に学習させること，材料力学に登場する材料の変形を記述する方程式を実際に利用すること，を主眼としている．その達成のために，材料試験から得たデータを単に記録するのみでなく，そのデータが材料力学での記述にマッチしていることを体感できるように，エクセルでの材料力学演習を並行して行うスタイルで実験を実施している．学生を複数のグループに分け，それらのグループ内で相談しながら課題を達成するように講義設計することで，アクティブラーニング的な教育効果を狙った．

  • 「連続体力学」：動画講義の導入による演習時間の確保

    　詳細

    本講義の目的は，(1) テンソルという数学概念を体系的に学ばせること，(2) 連続体近似により，固体力学および流体力学が質点の力学へと収斂することを理解させること，にある．その達成のために，多くの練習問題を記載した教科書を指定し，講義，試験の中で多くの演算を実施させている．前年度までは講義と演習を限られた時間の中に詰め込んでいたために，内容の消化度が課題として残っていた．そこで，この解決のために，教科書の内容の講義を動画講義とし，授業本体では問題の解法を教えるスタイルとした．その結果，余裕を持った講義進行が実現された．この試みは，試験等での学生の理解度向上として結実したと考えている．

  • 「数値計算法」：プログラミング実践のための動画講義の導入

    　詳細

    本講義の目的は，(1) 誤差等の数値計算での注意点，および，数値計算諸アルゴリズムを理解させること，とともに，(2) プログラミングを実践することでプログラミング的思考（目的達成に向けて作業を考え，配置し，最適化する），および，(3) デバッグを通じた問題解決力を醸成すること，にある．この達成のためには，多くプログラムに触れさせる必要があり，従来のレポート課題のみの作業時間では不足であると考えた．この解決のために，昨年，アルゴリズムについては解説動画をMoodleにアップし予習として学習させ，授業本体ではそのアルゴリズムに基づくプログラムを実際に用いて数値計算を行うスタイルに切り替えた．2019年度はさらに，プログラミング言語をPythonへと変更し，内容の更なる高度化を実現した．講義終了後のアンケートではプログラムに多く触れられたことへの好意的な意見が見られた．

作成した教材

  • 「C言語プログラミング」講義ノート＆資料，動画教材（2020年度～2022年度）

    　詳細

    講義ノート，資料の内容に修正を加えた．

  • 「弾塑性力学」講義ノート＆資料，動画教材（2016年度～2022年度）

    　詳細

    講義ノート，資料の内容に修正を加えた．

  • 「工学基礎実験2：応力とひずみ」：テキスト（2016年度～2022年度）

    　詳細

    実習用の資料を改訂した．

  • 「連続体力学」講義ノート＆資料・動画教材（2016年度～2022年度）

    　詳細

    講義ノート，資料の内容に修正を加えた．

  • 「数値計算法」講義ノート＆資料・演習プログラム・動画教材（2016年度～2022年度）

    　詳細

    講義ノート，資料の内容に修正を加え実習教材のPython化を実施した．

その他教育活動及び特記事項

  • 高大連携活動として，高校生へ向けて材料力学に関連した講義を複数回行った．講義のタイプは二種類に分けられ，1つは材料の破壊について学ぶものと，1つは工作を通じて構造強度という概念を知るものである．前者においては，動画を豊富に用いることでの理解促進の試みに加えて，スプーン曲げといった疲労破壊を機構に持つ手品を実施することで関心の惹起に努めた．後者においては，近年世界的に工学教育の一つとして用いられているパスタブリッジ実験を実践し，構造を設計すること，構造をパスタという身近な食品を材料として作成すること，といった体験を通じて工学への興味関心を芽生えさせることを狙った．（2016年度～2022年度）