2024年度学院等開講科目物質理工学院材料系

無機材料強度学

開講元: 材料系
担当教員: 吉田克己 / 磯部敏宏
授業形態: 講義 (対面型)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 火1-2 (S7-202) / 金1-2 (S7-202)
クラス: -
科目コード: MAT.C308
単位数: 200
開講時期: 2024年度
開講クォーター: 4Q
シラバス更新日: 2025年3月14日
使用言語: 日本語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

材料強度の基礎となる弾性、塑性について学ぶ。無機材料の強度と破壊現象を理解するために、応力集中と応力拡大係数、破壊のクライテリオンとエネルギ平衡破壊靱性、き裂進展挙動、疲労破壊、強度のばらつきと確率論など強度学の基礎を学ぶとともに、強度の統計処理法を身につける。さらに、JIS規格などに定められた材料試験法や最新の材料強度に関する研究について学ぶ。以上を通じて、無機材料強度に関する知識と実際のデータ処理法を身につけることをねらいとする。

到達目標

本講義を履修することによって次の能力を修得する。
１）強度と破壊の概念
２）強度の統計処理法
３）実際の材料研究に必要な測定規格の概念

キーワード

破壊力学、機械的性質、構造材料

学生が身につける力

専門力
教養力
コミュニケーション力
展開力 (探究力又は設定力)
展開力 (実践力又は解決力)

授業の進め方

講義ならびに、講義内容に関する演習問題に取り組む。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	弾性力学	応力成分、ひずみ成分、フックの法則の理解
第2回	塑性力学	応力-ひずみ曲線、降伏条件と降伏曲面の理解
第3回	無機材料強度学の基礎	セラミックスの脆さと、材料強度と組織敏感性の理解
第4回	応力拡大係数	応力集中と応力拡大係数、モードの理解
第5回	破壊のクライテリオンとエネルギ平衡（１）	モードＩ・Ⅱ混合モード破壊のエネルギ平衡、最大円周応力説・最小ひずみエネルギ密度説・最大エネルギ解放率説などの破壊のクライテリオン（規準）の理解
第6回	破壊のクライテリオンとエネルギ平衡（２）	破壊エネルギと混合モードの理解
第7回	破壊靭性（１）	Ｒ曲線拳動と安定き裂成長の理解
第8回	破壊靭性（２）	靭性強化機構と実例
第9回	疲労き裂進展	き裂進展則と静的・動的疲労の理解
第10回	強度のばらつきと破壊の確率論（１）	破壊の危険度、最弱リンク説、最小値の漸近分布の理解
第11回	強度のばらつきと破壊の確率論（２）	ワイブル分布関数とワイブルプロットの理解
第12回	材料試験法（１）	引張試験、硬さ試験、衝撃試験
第13回	材料試験法（２）	疲労試験、クリープ試験、組織観察
第14回	熱衝撃破壊	熱衝撃パラメータと試験法の理解

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね30分を目安に行うこと。

教科書

講義資料は適宜、T2scholarで配布する。

参考書、講義資料等

荒井正行「初歩からの材料強度学: 安全なモノ作りのために (機械工学ライブラリ UKM 3) 」
成田史生・大宮正毅・荒木稚子「楽しく学ぶ破壊力学」
淡路英夫「セラミックス材料強度学」

成績評価の方法及び基準

講義中の演習、期末試験、宿題等を加味して総合的に評価する。

履修の条件・注意事項

MAT.A202 ：材料力学概論Fを履修していること，または同等の知識があること。

連絡先 (メール、電話番号) ※”[at]”を”@”(半角)に変換してください。

isobe.t.ad[at]m.titech.ac.jp

オフィスアワー

メールあるいはSlackで事前予約すること