弾性力学特論｜シラバス情報

科目授業名称（和文）　Name of the subject/class (in Japanese)

弾性力学特論

科目授業名称（英文）　Name of the subject/class (in English)

Advanced Elastic Mechanics of Solids

授業コード　Class code

997E601

科目番号　Course number

75ASSMM524

教員名

岡田　裕

Instructor

Hiroshi Okada

開講年度学期

2023年度前期

Year/Semester

1st Semester, 2020

曜日時限

月曜5限

Class hours

Monday, 5th period

開講学科・専攻　Department

創域理工学研究科　機械航空宇宙工学専攻

Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Graduate School of Science and Technology

単位数　Course credit

2.0単位

授業の方法　Teaching method

講義

Lecture

外国語のみの科目（使用言語）　Course in only foreign languages (languages)

-

授業の主な実施形態　Main class format

対面/Face-to-face format

概要　Description

機械工学分野の固体力学解析や固体の有限要素法解析を必要となる弾性力学や弾塑性力学の基礎的事項について教授する。

In this cause, fundamental knowledges in elasticity and elastoplasticity that are the necessary to carry out the finite element analyses on solid mechanics problems in the field mechanical engineering are taught during 15 weeks of classes.

目的　Objectives

機械航空宇宙工学分野の固体力学解析や固体の有限要素法解析を必要となる弾性力学の基礎的事項について、受講生が正確に理解し、応用可能な知識を修得すること。さらに、将来、受講生が機械系研究者・技術者として活躍するために役立つ高度な専門基礎知識を修得することを目的とする。
　当専攻のディプロマポリシーである「(1) 機械航空宇宙工学分野に応じた高度な専門知識」に繋がる科目です。

The purposes of this source are that, i) the students understand the fundamental knowledges in elasticity that is necessary to carry out the finite element analyses on solid mechanics problems in the field mechanical engineering and ii) the students acquire advanced and fundamental knowledge as their basis to carry on as researches and/or engineers in the field of mechanical engineering.
This course has a role of fulfilling a part of the diploma policy of the department of mechanical engineering “Advanced knowledge in the field of mechanical engineering”. In other words, this course corresponds to the diploma policy 1(1) in the Department of Mechanical Engineering, Graduate School of Science and Technology.

到達目標　Outcomes

受講生が、機械航空宇宙工学分野の固体力学解析や固体の有限要素法解析を必要となる弾性力学の基礎的事項について理解し、応用可能な知識を修得すること。特に、応力関数等の弾性論の基礎知識、板曲げや軸のねじりなどの弾塑性力学の知識を修得し、有限要素法等の数値解析手法を利用した固体・構造解析を行うために必要な高度な専門基礎知識を修得すること。

The aim of this course is that the students understand the fundamentals of elasticity and become capable of applying them to the problems in the field of mechanical engineering. The fundamental knowledge of elasticity and elastoplasticity includes Airy’s stress function, elastoplastic constitutive law, finite element method, etc.

卒業認定・学位授与の方針との関係（学部科目のみ）

履修上の注意　Course notes prerequisites

履修に先立ち、学部レベルの材料力学の復習をすること。

Review on undergraduate level strength of materials is necessary.

アクティブ・ラーニング科目　Teaching type（Active Learning）

-

準備学習・復習　Preparation and review

指示された授業資料については必ず予習を怠らないこと。また、毎回の授業についての復習を必ず行うこと。予習や復習として行う教科書の例題等については授業中に指示をする。

Preparation for the classes by reading given materials is mandatory. Reviewing each class is also mandated.

成績評価方法　Performance grading policy

期末試験（40％）とレポート課題（60％）
Final examination (40%), Report (special problem) (60%)

学修成果の評価　Evaluation of academic achievement

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

教科書　Textbooks/Readings

教科書の使用有無（有=Y , 無=N）　Textbook used(Y for yes, N for no)

N

書誌情報　Bibliographic information

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MyKiTSのURL（教科書販売サイト）　URL for MyKiTS(textbook sales site)

教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

参考書・その他資料　Reference and other materials

●固体の力学/理論、Y. C. ファン著 ; 大橋義夫, 村上澄男, 神谷紀生共訳、培風館
●Theory of elasticity、S. Timoshenko and J.N. Goodier
●数値弾塑性力学 : 有限要素シミュレーションー基礎と応用、冨田佳宏著、養賢堂
●連続体力学の基礎、冨田佳宏著、養賢堂
●非線形有限要素法の基礎と応用、久田俊明、野口裕、丸善
他良書多数

●Foundations of Solid Mchanics, Y.F. Fun, translated by Y. Ohashi, S. Murakami, N. Kamiya
●Theory of elasticity、S. Timoshenko and J.N. Goodier
●Computational Elastic-plastic mechanics: Finite element simulation –Fundamentals to Applications -, Y. Tomita, Yokendo (in Japanese)
●Foundations of Continuum Mechanics, Y. Tomita, Yokendo (in Japanese)
●Foundations and Applications of Nonlinear Finite Element Method, T. Hisada, H. Noguchi, Maruzen
There are other text books.

授業計画　Class plan

1回目：応力とひずみ
2〜5回目：一般化された Hooke の法則（対称性などを考慮し、弾性定数を 3 つにするところまで、
直交異方性の弾性体なども含む）
6〜10回目：Airy の応力関数（導出と簡単な問題）
11〜13回目：はりや板の変形
14〜15回目：円形断面以外の軸のねじり（ゆがみ関数）(2)

1. Stresses and strains
2~5. Generalized Hooke’s law (symmetry of stress tensor)
6~10. Airy’s stress function (introduction, Cartesian and polar coordinate systems, beam bending problems, Crack problem)
11~13: Beam and plate theories
14~15: Torsion of non-circular shaft (warping function)

授業担当者の実務経験　Work experience of the instructor of the class

1990-1991 ジョージア工科大学School of Civil Engineering 博士研究員
1992-1993 日産自動車株式会社総合研究所勤務
1993-1996 ジョージア工科大学Computational Mechanics Center 研究員

1990-1991 Georgia Institute of Technology, School of Civil Engineering, Postdoctoral Fellow
1992-1993 Nissan Motor Co. Ltd., Nissan Research Center, Engineer
1993-1996 Georgia Institute of Technology, Computational Mechanics Center, Research Engineer

教育用ソフトウェア　Educational software

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備考　Remarks