応力解析学

Advanced Lecture in Stress Analysis

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機械工学専攻科目

工学研究科

1年

HETMK5MCA1

2単位

講義 (Lecture)

2024年度後期

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・姫路工学キャンパス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

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1◎

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【講義目的】
　本講義では、構造物の設計・性能試験・保守管理において必要となる各種の実験応力・ひずみ解析法ならびに計算機を利用した数値解析法についての知識を習得することを目的とする。さらに破壊力学パラメータの実験的・数値解析的評価法の習得も目標とする。

【到達目標】
　各種応力・ひずみ測定法の基本原理を説明できること。弾性学の基本を理解し、各種数値解析法の基本理論に応用できること。破壊力学的設計手法の原理を理解し、設計・保守時に適用できること。

【キーワード】弾性力学，塑性力学，有限要素法，実験応力ひずみ計測，ひずみゲージ，破壊力学

【講義内容】
　構造物の設計時・性能試験時・保守管理時にその構造物が強度的に適切であるかどうかを評価するためには、各種機械要素や構造部材の応力・ひずみが不可欠となる。本講義では応力・ひずみ解析を行う上で理解しておかなければならない弾塑性力学の解説、ならびに有限要素法などの数値解析法について講義する。また、抵抗線ひずみ測定法、Ｘ線応力測定法、モアレ法といった各種の実験応力・ひずみ解析法についても講義する。さらに破壊力学的評価パラメータである応力拡大係数・エネルギー解放率について、実験的測定法および数値計算による算定法についても講義する。

【授業計画】
１．材料力学に対する実力判定試験（受講者は必ず受験すること.受講要件60点以上）
２．弾性力学の基礎１(応力変換式，主応力，応力不変量）
３．弾性力学の基礎２(ひずみ変換式，主ひずみ，適合条件式，平衡方程式，構成方程式）
４．弾性力学の基礎３(サンブナンの原理，境界条件，エアリーの応力関数）
５．弾性力学の基礎４(エネルギー原理，仮想仕事の原理，カスチリアノの定理，相反定理）
６．有限要素法の理論１（定ひずみ要素を用いた弾性解析１）
７．有限要素法のテクニック（モデリング，境界条件の設定）
８．有限要素法の理論２（アイソパラメトリック要素）
９・塑性力学の基礎１（偏差応力，降伏条件，塑性域での構成式，降伏曲面）
１０．塑性力学の基礎２（全ひずみ理論，ひずみ増分理論，加工硬化則）
１１．有限要素法の理論３（定ひずみ要素を用いた弾塑性解析）
１２．ひずみゲージの原理
１３．ひずみゲージの応用
１４．破壊力学パラメータの実験的測定法
１５．破壊力学パラメータの数値解析

※：パソコンの使用：特に必要なし．

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事前配布

「弾性力学」村上敬宜著　養賢堂，「有限要素法」三好俊郎他著　実教出版
「数値破壊力学」白鳥正樹他著　実教出版

【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），レポートの作成（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】
　毎週時間内で講義した内容についての試験を行う。また，主要課題についてレポートを課す．
　成績は，毎週の試験６０点とレポート４０点の重みで合計して評価する。

毎回の試験は、原則次の講義内で解説する。
レポートは、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講評を返す。

学部において材料力学Ⅰ・Ⅱ、固体力学を履修していること。

該当しない

初回に材料力学の実力判定試験を行うので，受講希望者は準備の上，必ず受験すること。