2025/06/18 更新

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ウー チーチャン
呉 志強
WU Zhqiang
所属
先端工学研究院
部局
工学部 機械システム工学科
職名
教授
外部リンク

学歴

  • 豊橋技術科学大学   工学研究科   総合エネルギー工学専攻

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    修了課程: 博士課程

    国名: 日本国

  • 豊橋技術科学大学   工学研究科   エネルギー工学専攻

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    修了課程: 修士課程

    国名: 日本国

  • 中国東北大学   工学部   機械2系

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    国名: 中華人民共和国

  • 豊橋技術科学大学   工学研究科   総合エネルギー工学専攻

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    国名: 日本国

学位

  • 博士(工学) ( 1995年3月   豊橋技術科学大学 )

研究キーワード

  • 振動、共振、形状最適化、最適設計、FEM解析

経歴

  • 滋賀県立大学   工学部 機械システム工学科   教授

    2018年10月 - 現在

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

  • 情報通信 / 機械力学、メカトロニクス

  • その他 / その他  / 医工学

  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 機械要素、トライボロジー

各種免許(危険物取扱者免許等)の保持

  • 第一種衛生管理

研究シーズ

  • 数値解析と形状・構造最適設計

論文

  • Shape Optimization Approach to the Design of a Cartilage Plate Used in Cartilage Tympanoplasty 査読

    呉 志強,岡本 克洋,重吉 智仁

    13 ( 3 )   2025年

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  • Simultaneous Optimization of Damper Arrangement and Shape in Vibration Problems (Approach using GA) 査読

    Naoki KISHI, Zhiqiang WU and Tomonori SHIGEYOSHI

    Proceedings of International Conference on Design and Concurrent Engineering 2023 & Manufacturing Systems Conference 2023   2023年9月

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    担当区分:責任著者  

  • Finite element investigation of using cartilage plate with varying thickness in cartilage myringoplasty 査読

    Zhiqiang Wu, Kazuki Kamitani, Takashi Tanaka, Yasunori Oura

    Proceedings of the 15th International Conference on Motion and Vibration Control   2020年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   参加形態:共同(主担当)  

  • Detection of contact-type failure by measurement of structural intensity of low-frequency vibration caused by frequency down-conversion of elastic vibrations 査読

    Takashi Tanaka, Junnosuke Asano, Yasunori Oura,Zhiqiang Wu

    Proceedings of the 15th International Conference on Motion and Vibration Control   2020年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

  • Analysis of Tympanic Membrane Reconstruction with Various Thickness Cartilage Plates 査読

    Wu Z., Tanaka T., Kamitani K., Oura Y., Hidayat H.

    IOP Conference Series: Materials Science and Engineering   886 ( 1 )   2020年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IOP Conference Series: Materials Science and Engineering  

    The purpose of this research is to investigate an appropriate design of the sliced cartilage used for the reconstruction of the tympanic membrane (TM). A great number of people are suffering from TM perforation caused by diseases or accidents. A surgical procedure, called cartilage myringoplasty, can save the people from hearing loss by replacing the damaged part of the membrane with thin-sliced cartilage. In this research, as the first step of designing the sliced cartilage, we established a three-dimensional finite element model of the human ear for numerical analysis. The ear model consists of the middle ear (TM, ossicular chain, ligaments, muscle), and inner ear cochlea. The joints between ear bones were also modelled with softer tissues. The analysis result of the frequency response shows a good correspondence with measurement results reported by other researchers. Then, using the numerical model, we investigated the optimal thickness of the cartilage plate. The TM was cut at the bottom position with a size of about 40% of TM and filled by cartilage plate with the thickness of 0.1mm to 0.7mm. Comparing with the frequency response of the healthy ear, we found that the optimal thickness of the plate is different in a various frequency range. The reason is considered as the difference of material properties between the membrane and the cartilage. Finally, to evaluate the performance of repaired models in all frequency range, we proposed an equation of matching rate as the evaluation equation. The results show that 0.5mm cartilage plate model shows a better performance at peak response area (600Hz-1kHz), and 0.3mm. cartilage plate model shows better average performance in the total frequency range.

    DOI: 10.1088/1757-899X/886/1/012045

    Scopus

    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85090267545&origin=inward

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MISC

  • マイクロポーラ材料における端部効果について

    鈴木 健太, 藤江 雄大, 成田 佑輔, 有光 隆, 呉 志強

    計算力学講演会講演論文集   2018 ( 0 )   220 - 220   2018年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    <p>We survey the optimum structure of micropolar materials under momentum loads as mechanical boundary conditions, which can be applied in two ways; one is couple of forces (CF-condition) and the other is the momentum load at a loading point (ML-condition). Though these two conditions of loading are macroscopically equivalent, the optimum structures for each boundary condition are different because of local stress conditions. Therefore, the decay of end effect is evaluated as a numerical result of stress distribution under the self-equilibrated load. Both symmetric and anti-symmetric parts of stress components decay within the width of a plate under CF-condition, however some area around loading points is required to decay end effects in the process of optimization. We also get the results of slow decay of end effects under ML-condition, and those effect should be considered in practical optimization problems under multiple loading points.</p>

    DOI: 10.1299/jsmecmd.2018.31.220

  • PS22 膝関節症用サポーターの多目的最適設計

    芝田 展宏, 呉 志強, 曽我部 雄次, 有光 隆

    M&M材料力学カンファレンス   2012   "PS22 - 1"-"PS22-3"   2012年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    Osteoarthritis (OA) is the most common type of arthritis. It is reported that about 30% of Japanese over 60 years old suffer osteoarthritis of the knee, and a lot of them need knee braces or supporters in daily life. A new type supporter, which is called rotating shaft type supporter, is invented for this disease. In this study, the optimal design of the frame of this type supporter is investigated. The design objective is to create holes in the design domain (i.e. create new sewing lines along the curve of holes) so that the frame can be fixed to the flexible cloth cover strongly and stably. It can also reduce the weight of the supporter, and improve the air permeability. Since it is important to guarantee the enough stiffness in load direction, a topology optimization approach is applied for the optimization analysis.

    CiNii Books

  • 布地成形におけるすべりと座屈のシミュレーション(FEM解析,計算力学関連の理論・応用技術 OS.2)

    大北 将行, 有光 隆, 曽我部 雄次, 呉 志強

    日本機械学会九州支部講演論文集   2004 ( 57 )   75 - 76   2004年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    CiNii Books

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • QOL向上のための鼓膜再建用軟骨板の形状最適設計

    研究課題/領域番号:21K03820  2021年4月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    呉 志強

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:4160000円 ( 直接経費:3200000円 、 間接経費:960000円 )

    鼓膜穿孔は中耳炎や外傷により引き起こす中耳の病気一種である。治療するときに、患者自身の耳介などから軟骨を採取し、薄板にスライスして鼓膜の穴を塞ぐ術式が時々用いられる。この方法では、孔があるときに比べ聴力がある程度回復するものの、ヒト本来の聴覚特性に十分に回復できない場合がある。申請者は聴力回復が不十分の原因が、鼓膜本来の材料定数と軟骨の材料定数に大きな差があるためであると考えている。軟骨は鼓膜に比べ、両者の密度が近いにもかかわらず、ヤング率が鼓膜のヤング率の10分の1にも満たず、すなわち剛性不足である。この問題に対して申請者は、従来の均一厚さの軟骨板を使用する代わりに、厚さ方向に形状最適設計を行い、質量を増やさずに剛性を上げることが可能であると考えた。
    本研究では、まずCTスキャンのデータを基に、中耳の機械的振動を数値的に計算するための有限要素モデルを構築した。このモデルを利用し、軟骨板のヤング率が原因で、健常時の中耳に比べ、固有振動数が低下し、それにより、聴覚特性曲線におけるピーク位置の周波数が低下していることを確認した。そして、この状況を改善するために、軟骨板の形状設計において、板厚分布をリブ状のパタン化設計するのと、形状最適設計の手法を導入し、低下した固有振動数を上げる二つのアプローチを試みた。いずれも改善が可能であることが確認できた。
    また、今後のために、境界上に粘性減衰を有する場合の形状最適化の手法の開発を行った。本研究で用いる有限要素モデルでは、計算量が合理的な範囲内になるように、内耳の構造の詳細を省略し、代わりに内耳の影響を粘性ダンパーで近似した。今までは粘性ダンパーを有する場合の効率的な形状最適化の手法がないため、その手法の開発を先に行った。簡単なモデルを用いて有効性を確認した。この成果は機械部品や、構造の形状最適化の一つの手法に発展する可能性がある。

  • 生活を豊かにする知能福祉ロボット開発

    2015年4月 - 2016年3月

    愛媛大学工学部  学部長裁量経費 

    柴田 論, 山本智規, 李 在勲, 呉 志強

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

  • 極東アジアにおける機械設計に関するテキストの状況調査と日本の課題

    研究課題/領域番号:22500813  2010年 - 2012年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    有光 隆, 八木 秀次, 呉 志強, 李 在勲

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    配分額:3250000円 ( 直接経費:2500000円 、 間接経費:750000円 )

    著者らは日本の大学で用いられている工学の教科書は易しくなってきていると考えている.このような状況は初学者の基本的理解の観点から好ましいと考えられるが,学習プロセスとして適切であるかどうか議論の余地がある.著者らは極東アジアの機械設計の教科書を調査してきた.これらの諸国の特徴は以下の通りである.
    1) 中国では,教科書の内容は実用的で国家により企画されている.
    2) 韓国では,英語からの翻訳と韓国のオリジナルを用いて広範囲の内容が利用されている.
    3) 台湾では,アメリカの規格やヤード・ポンド法を用いた英語の教科書が使用されている. 工学は産業や社会制度に関係しているので,工学書は国家の政策に影響を受け,産業に影響を与えている.

講演・口頭発表等

  • A Shape Optimization Approach to the Design of a Cartilage Plate Used in Cartilage Tympanoplasty 国際会議

    呉 志強, 岡本 克洋,重吉 智仁

    The 14th International Conference on Mechanical Engineering (TSME-ICoME 2024)  2024年12月 

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    開催年月日: 2024年12月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:Pattaya   国名:タイ王国  

  • Maxwell型ダンパを有する構造物の振動抑制を目的とした形状最適化

    岸 尚輝, 呉 志強, 重吉 智仁

    日本機械学会2024年度年次大会  2024年9月  日本機械学会

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    開催年月日: 2024年9月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:愛媛大学   国名:日本国  

    DOI: https://doi.org/10.1299/jsmemecj.2024.J012p-03

  • 粘性ダンパーを有する構造の広帯域振幅規定問題における形状最適設計(鼓膜の再建に向けて)

    呉 志強, 岡本 克洋, 重吉 智仁

    第14回最適化シンポジウム2022  2022年11月  日本機械学会

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:名古屋大学  

  • ダンパ要素を有する場合のひずみエネルギー最小化問題における形状最適化

    重吉 智仁, 呉 志強

    日本機械学会 2022年度年次大会  2022年9月  日本機械学会

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:富山大学  

  • 反発特性と固有振動特性の関係に関する数値検討

    杉浦 幸吉, 呉 志強

    日本機械学会 2022年度年次大会  2022年9月  日本機械学会

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:富山大学  

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担当経験のある科目(授業)

  • 生活の中にみる力学

    機関名:滋賀県立大学

  • 機械力学Ⅰ

    機関名:滋賀県立大学

  • 科学技術英語(機械)

    機関名:滋賀県立大学

  • 基礎力学(材料)

    機関名:滋賀県立大学

  • 物理学実験(機械)

    機関名:滋賀県立大学

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