Web Syllabus(講義概要)

航空機が発明されて以来、その安全性、信頼性の確立には材料強度学の寄与によるところが大きいといっても過言ではありません。60年前のコメット機による事故から航空機に要求される材料の機械的特性は大きく変化してきました。本講義は、航空機・宇宙機に用いられている金属材料の強度、破壊現象について、技術者が持っておくべき知識を基礎から講義します。弾性力学を基礎にして、格子欠陥と転位、応力―ひずみ関係、材料の強化機構、高温におけるクリープ現象、破壊力学、疲労現象についてできるだけ平易に講義を行います。この授業ではDP1、DP2に関する知識、技法を修得します。

材料の強度と破壊について、材料の機械的特性を支配しているミクロな格子欠陥から講義をします。航空機あるいは宇宙機に用いられる材料にはどのような性質が必要かを材料強度学の観点から専門家と議論できることを目指します。以下の項目について理解を深めることが目標です。　
(1) 弾性論の基礎　　
(2) 格子欠陥と転位　
(3) 応力―ひずみ関係　　
(4) 材料の強化機構　　
(5) 高温におけるクリープ
(6) 破壊力学　
(7) 疲労現象

試験期間中の定期試験(80%)と提出課題の成績(20%)によって評価します。課題は採点し、LMSでフィードバックします。

LMSに授業内容と資料を載せます
教科書：加藤雅治、熊井真次、尾中　晋　著「材料強度学」朝倉書店
参考書：渡辺義見　他　「図でよくわかる機械材料学」コロナ社　
参考書：加藤雅治　著「入門　転位論」裳華房

固体の力学１を予め履修しておいてください。教科書を予習・復習し、重要な科学技術用語については調べておく必要があります。LMSと配布物で毎回の準備学習について指示します(1時間）。LMSに課題を出しますので、期限までに解答してください。格子欠陥は物理的な概念がつかみにくいので、アニメーションを使ったDVD教材を用いて説明します。疑問点を整理して、質問するようにしてください。

米国のペンシルベニア大学の学部生向けに作られた教材；"Introduction to Engineering Materials" C.J. McMahon　を使って、講義内容を視覚的に捉えたアニメーション（英語）を観て理解を深めます。

【第１回】

弾性論の基礎(１): 応力とひずみの定義、せん断応力とせん断ひずみについて

【第２回】

弾性論の基礎(２): 等方弾性体のフックの法則について

【第３回】

格子欠陥と転位(１): 欠陥の種類と転位について

【第４回】

格子欠陥と転位(２): 結晶内の刃状転位とらせん転位について

【第５回】

格子欠陥と転位(３): 弾性論で導かれる転位のもつ応力場について

【第６回】

応力－ひずみ関係(１): 応力―ひずみ曲線について

【第７回】

応力－ひずみ関係(２): くびれの開始条件について

【第８回】

材料の強化機構(１): 固溶強化、析出強化について

【第９回】

材料の強化機構(２): 分散強化、結晶粒微細化について

【第10回】

クリープと高温変形(１): クリープ変形とは？

【第11回】

クリープと高温変形(２): マクロな変形、温度およびひずみ速度の影響

【第12回】

破壊力学と破壊現象(１): グリフィスの脆性破壊の条件について

【第13回】

破壊力学と破壊現象(２): 平面ひずみと破壊靭性について

【第14回】

繰り返し変形と疲労(１): 疲労き裂成長について、パリス則について

【第15回】

テスト、まとめ