材料強度学

Fracture and Strength of Solids

994517F

45BAMAM311

井上　遼

Ryo Inoue

2024年度後期

2024/Second semester

木曜4限

4th period/Thursday

工学部　機械工学科

Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering

2.0単位

講義

Lecture

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

材料の変形、強度、破壊を、その使用条件や形状、内部構造から調べ、機械・構造物を安全にかつ経済的に製造・運用するための知識を養う。

豊富な事故事例を通して材料強度学を学び、機械・構造物の安全・安心な製造・運用の実現に必要な知識の習得を目標とする。

実務に役立つ強度設計、保守・保全等、機械・構造物を安全・安心に運用できる知識を身につける。

リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます（学部対象）。
履修登録の際に参照ください。
​You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments).
https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/​​​

特になし

小テストの実施　Quiz type test／実習　Practical learning／-

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各回の授業で予定されている項目について、配布プリントおよびプリントで紹介された参考書によって予習・復習をしておくこと。また、各回の授業で教わった内容については、配布プリントや参考書を参照またはそれらに掲載されている問題を解くなどして、復習しておくこと。

到達度評価試験70%、レポート20%、受講態度等の日常点10%の割合で評価する。

・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

N

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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。
​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

"Mechanical Metallurgy (Materials Science & Engineering)," G.E. Dieter, D. Bacon, McGraw Hill(1989).
「異方性材料の弾性論」、中曽根祐司編著、コロナ社、2014年発行

初歩からの 材料強度学: 安全なモノ作りのために 、荒井 正行 編著、数理工学社、2023年発行

その他：授業で適宜紹介する。

＊［ ］内は準備学習、復習に必要な時間の目安
1　　序論および弾性（１）
　　材料強度学の定義、材料力学・弾性論・塑性論との比較、 「弾性」の定義、フックの法則、弾性率の起源、弾性率のデータベース、応力とひずみ［2時間］
2　　弾性（２）
オイラーおよびコーシーの応力原理、線形弾性論の基礎式、演習［2時間］
3　　弾性設計（１）
十分な強度の保証、各種の設計基準［2時間］
事例：CENの設計基準、変形基準設計、締結力基準設計、復元力基準設計、天体望遠鏡の弾性設計
4　　弾性設計（２）
剛性率による変形量の制御、比弾性率設計／比強度の考え方、変形抑制のためのアクティブ制御、
逆解析、最適設計［2時間］
事例：すばる望遠鏡に見る変形制御、生体に見る最適構造
5　　静的機械的特性（１）
応力−ひずみ曲線、単軸応力下における応力−ひずみ曲線、多結晶材料の降伏、演習［2時間］
6　　静的機械的特性（２）
主な破損条件説、破損限界図、応力集中、許容応力と安全係数、信頼性強度、演習［2時間］
　　 事例：ASME圧力容器設計基準、ホッパ線図
7　　転位；塑性変形や破壊の起点（１）
理想強度、欠陥、転位、転位の弾性論、転位芯、転位密度、弦モデル、フランク・リード源、ミラー指数、
辷り、シュミット則、演習［2時間］
8　　転位；塑性変形や破壊の起点（２）
強化機構、転位強化、結晶粒微細化強化、分散強化、析出強化、 固溶強化、熱処理［2時間］
9　　脆性破壊−急速破壊Fast Fracture−（１）
　　 脆性破壊、低温脆性、延性−脆性遷移温度、脆性破面、その他の脆化現象［2時間］
　　 事例：リバティ船（戦時標準船）の低温脆性破壊、遠心分離機の脆性破壊
10　 脆性破壊−急速破壊Fast Fracture−（２）
　　 破壊力学概説、応力拡大係数、応力拡大係数と応力集中係数の関係［2時間］
11　　疲労破壊（１）
疲労、疲労とは、繰返し負荷の種類、S-N線図−疲労に対する部材の耐久性評価−、疲労強度に影響
を及ぼす種々の因子、強度のばらつき、マイナー則、演習［2時間］
事例：コメット機の疲労破壊、コメット機の疲労破壊、アロハ航空機の腐食疲労破壊
12　　疲労破壊（２）
　 　疲労き裂進展速度特性、パリス則、ストライエーション、き裂閉口現象、微小疲労き裂の進展速度特性、
演習［2時間］
13　　高温破壊（１）
高温材料の変遷、高温における破壊・破損の分類、材料強度の温度依存性、高温疲労、ひずみ制御
疲労試験、マンソン−コフィン則、 高温疲労の影響因子［2時間］
14　　高温破壊（２）
クりープ、事例：タービン翼、変形機構領域図、クリープ強度の求め方、演習［2時間］
15　　達成度評価試験および解説
本講義で学習した事柄の理解度を試験により評価する。

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