固体力学

Solid Mechanics

専門教育科目

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工学部

3年

HETBK3MCA1

2単位

講義 (Lecture)

2024年度前期

日下 正広

工学研究科

日本語

目標4／目標9

火・水曜16:30〜18:30・姫路王学キャンパスC棟C131室
(メールによる事前連絡が望ましい)

kusaka@eng.u-hyogo.ac.jp

5◎／4〇

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【講義目的】
　材料力学、機械材料学、機械設計などで学んだ基礎知識を十分考慮しながら機械要素部品、構造物の設計、製作を行っても、破壊事故は今なお絶えない。現在、固体の破壊現象が完全には解明されておらず、これを解明すべく学術的な努力がなされている。
　本講義では、力学的、材料学的観点から検討された破壊に対するこれまでの知見すなわち、弾塑性力学（多軸応力状態における弾性域・塑性域での応力とひずみの関係ならびに降伏条件）、材料強度評価学（種々の荷重条件下における材料特性の評価）、破壊力学（き裂が存在する部材の力学ならびにき裂進展条件）などの固体力学に関連する学問全般にわたってその内容を概説する。また、固体の破壊に対する力学的な考え方およびき裂が存在する場合の構造物の設計方法について理解を深めるため多くの演習を行う。

【達成目標】
　応力の変換を理解し、３次元体の主応力が求められること。弾性・塑性領域での応力とひずみの関係を説明できること。また多軸応力下での降伏条件を求められること。各種荷重下での強度評価法を理解し、設計に適用できること。破壊力学における応力拡大係数とエネルギー解放率について理解し、設計ならびに保守に適用できること。

【キーワード】弾性力学，塑性力学，材料強度評価学，破壊力学

【講義内容】
　本講義では、固体力学に関連する学問全般にわたってその内容を概説する。また、固体の破壊に対する力学的な考え方およびき裂が存在する場合の構造物の設計方法について理解を深めるため多くの演習を行う。

【授業計画】
　1. 弾性力学(Ⅰ) 応力の変換・主応力　　　　　 2. 弾性力学(Ⅱ) ひずみの適合条件
　3. 弾性力学(Ⅲ) 構成方程式　　　　　　　　     4. 弾性力学(Ⅳ) 平衡方程式
　5. 塑性力学(Ⅰ) 組合せ応力下の降伏条件　　　 6. 塑性力学(Ⅱ) 塑性不安定の条件
　7. 塑性力学(Ⅲ) 塑性設計・残留応力　　　　     8. 中間試験　
　9. 材料強度評価学(Ⅰ) 静・衝撃荷重下の特性   10. 材料強度評価学(Ⅱ) 繰返・ｸﾘｰﾌﾟ荷重下の特性
　11. 応力集中・切欠係数・切欠感度係数 　　　12. 破壊力学(Ⅰ) 応力拡大係数
　13. 破壊力学(Ⅱ) エネルギー解放率　　　　 　14. 破壊力学の応用(Ⅰ) 破壊靭性試験
　15. 破壊力学の応用(Ⅱ) 破壊防止設計　　　　　　期末試験

※：パソコンの使用：事前配付pdfファイルを印刷して持ってこない場合は，タブレットまたはパソコンが必要
生成系AIの利用：　生成系AIの利用については教員の指示に従うこと。生成系AIによる出力結果をそのまま課題レポートとして提出してはいけない。生成系AIによる出力をそのまま提出したことが判明した場合は単位を認定しない、又は認定を取り消すことがある。

教科書：ユニパで講義資料をpdfファイルとして事前配布

参考書：「弾性力学」村上敬宣、養賢堂、「破壊力学」小林英男、共立出版、
「演習・材料強度学入門」砂田久吉、大河出版、「応力集中」西田正孝、森北出版

【予習】授業に際してユニパで配付した資料を事前読み込み（15ｈ），授業内容に関係した科目の復習（15ｈ）
【復習】講義資料の読み直し，（15ｈ），宿題レポートの実施（15ｈ）

採用しない

【成績評価の基準】
　講義目的・到達目標に記載する能力の到達度に基づき、S（90点以上）,Ａ（80点以上）,B（70点以上）,C（60点以上）による成績評価のうえ、単位を付与する。　

【成績評価の方法】
　主要項目についてレポート（演習問題）を課す。弾塑性力学および材料評価学に関する中間試験、応力集中および破壊力学に関する期末試験を行う。中間試験４０点、期末試験４５点およびレポート１５点の重みで合計して評価する。

中間試験および宿題レポートの解答は、原則次の講義内で解説する。
期末試験は、全体的な講評や模範解答をユニバーサルパスポートのクラスプロファイル機能を使って示す。

授業で講義した内容について，図書館などで文献を参考に調査・研究し，理解を深め，レポート課題に取り組むこと．
　材料力学Ⅰ・材料力学Ⅱ・機械材料学を修得しておくことが望ましい。

該当しない