統合型材料開発システムによるマテリアル革命 A領域

研究開発項目:A領域
「先端的構造材料・プロセスに対応した逆問題MI基盤の構築」

目標

欲しい性能から必要となる材料の構造・特性を提案し、かつその実現可能プロセスの提示を可能とする、Society5.0の実現を目指した統合型材料開発システムを構築する。更に、我が国が強みを持ち、今後重要性を増す先端構造材料・プロセスに展開する。

「逆問題への対応」、「先端材料・プロセスへの適用拡大」、「産学官連携の拠点形成」に取り組み、以下を目指す。

  • 要求される性能から構造・特性を提案し、これを実現する材料・プロセスを最適化するための逆問題MIの手法を開発
  • CFRP、耐熱金属粉末プロセス等の先進的な構造材料・プロセスへと適用先を拡大
  • 逆問題MIを産学官で開発し、材料開発を加速するための拠点を構築

A領域のチーム構成および役割

A1 逆問題解析逆問題MI基盤構築

「材料開発(次世代高強度鋼、次世代高強度Al合金)」「プロセス最適化(高強度鋼の溶接プロセス、耐熱鋼の溶接プロセス)」「製品応用」の各テーマについて、具体的に逆問題的アプローチの実現を目指す。

A2 プロセスデザイン先端材料・プロセスへの展開

航空宇宙分野などにおいて重要なニッケル合金やチタン合金、超耐熱セラミックス複合材料の開発を加速するためのMI技術を開発する。対象となる材料およびそのプロセスに対し、性能予測に必要なモジュールを開発し、それらをつなぎ合わせたワークフローを構築する。逆問題解析技術を活用することで、欲しい性能から材料やプロセスの最適化を可能とする技術の確立を目指す。

A3 原子(分子)・構造体デザイン先端材料・プロセスへの展開

原子・分子スケールから簡易的な機体設計までを扱えるマルチフィジックス/マルチスケールシミュレーション技術を発展させ、実際のCFRP開発現場への適用を可能とした、統合シミュレーションツールを構築し、逆問題解析につなげる。具体的には、次の4つのテーマを構成し、開発を進めていく。

  • (1)原子・分子モデリング
  • (2)メゾ・マイクロスケールモデリング
  • (3)マルチスケールモデリング
  • (4)逆問題解析MI

A4 MI統合システム逆問題MI基盤構築

MIシステムver.1.0を発展させる形で、難易度の高い逆問題MIに対応できる統合システムを構築するため、以下の3テーマに取り組む。

  • 逆問題手法の汎用化
  • 逆問題対応システム基盤開発
  • 実課題への対応

A5 構造材料データベース逆問題MI基盤構築

構造材料におけるデータ活用手法確立に向け、材料組織に着目して、挑戦的テーマに取り組む。

  • 記述方式の設計
  • 定量化技術の開発