破壊力学特論

Fracture Mechanics

997E250

75ASSMM523

岡田　裕

Hiroshi Okada

2024年度前期

2024, Spring Semester

月曜5限

Monday 5th Period

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

2.0単位

講義

Lecture

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

機械航空宇宙工学分野の破壊力学とその数値解析技術について教授する。

In this cause, fundamental knowledges in fracture mechanics and computational fracture mechanics in the field mechanical engineering are taught during 15 weeks of classes.

機械航空宇宙工学分野の破壊力学とその数値解析技術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「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 fracture mechanics and computational fracture mechanics 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.

受講生が、機械航空宇宙工学分野の破壊力学とその数値解析技術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、応力特異性に関する基礎知識、有限要素法を用いた破壊力学解析の基礎知識を修得し、有限要素法等の数値解析手法を利用した破壊力学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 fracture mechanics and computational fracture mechanics and become capable of applying them to the problems in the field of mechanical engineering. The fundamental knowledge of fracture mechanics and computational fracture mechanics includes stress singularity, methodologies to evaluate the crack parameters by the finite element method, etc.

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/​​​

履修に先立ち、学部レベルの材料力学とベクトル解析等応用数学の復習をすること。

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復習を欠かさないこと。

概ねレポート（50％）＋試験（50％）として総合的に評価する。

・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/

授業内で紹介する

1 破壊力学の歴史／History of fracture mechanics

2 線形破壊力学問題の応力特異性／Stress Singularity in Linear Elastic Fracture Mechanics

3線形破壊力学問題の応力特異性と弾塑性破壊力学問題の応力特異性／Stress Singularity in Linear Elastic Fracture Mechanics and Elastic Plastic Fracture Mechanics

4. 応力拡大係数，エネルギ解放率，Ｊ積分／Stress intensity factor, Energy release rate, J-integral

5. 有限要素法を用いた破壊力学問題解析の基礎(1)／Fundamentals in the computational fracture mechanics analysis using the finite element method(1)

6. 有限要素法を用いた破壊力学問題解析の基礎(2)／Fundamentals in the computational fracture mechanics analysis using the finite element method(2)

7. エネルギー解放率の計算法、J積分（二次元問題）(1) ／Method to compute the energy release rate in two-dimensional problem, and the J-integral(1)

8. エネルギー解放率の計算法、J積分（二次元問題）(2) ／Method to compute the energy release rate in two-dimensional problem, and the J-integral(2)

9. エネルギー解放率の計算法、J積分（三次元問題）(1) ／Method to compute the energy release rate in two-dimensional problem, and the J-integral(1)

10. エネルギー解放率の計算法、J積分（三次元問題）(2) ／Method to compute the energy release rate in three-dimensional problem, and the J-integral(2)

11. 混合モード応力拡大係数の計算法(1) ／Method to compute the stress intensity factors in mixed mode problems (1)

12. 混合モード応力拡大係数の計算法(2) ／Method to compute the stress intensity factors in mixed mode problems (2)
13~15. 最先端の数値解析手法(1, 2, 3) ／Advanced computational techniques(1, 2, 3)

自動車メーカーでの研究員の経験を活かし講義する

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