2017年度 複合材料科学   Introduction to Composite Materials

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開講元
金属工学科
担当教員名
尾中 晋 
授業形態
講義     
曜日・時限(講義室)
月7-8(S8-101)  
クラス
-
科目コード
ZUF.M316
単位数
1
開講年度
2017年度
開講クォーター
4Q
シラバス更新日
2017年3月17日
講義資料更新日
-
使用言語
日本語
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講義の概要とねらい

複合材料の力学的性質等についての解説を,高性能自転車用フレームを製造するための材料選択についての話題から始める.複合材料の力学物性を考えるための種々のモデルを提示し,比強度や比剛性といった材料の特性を示すため値の意味を説明する.
複合材料の力学物性を考えるための基本的なモデルについて健全な理解を得ることを狙いにしている.授業のあいだに演習問題を出題し,それらの解説も行う.

到達目標

材料の力学的性質を考えるうえで重要な値である比強度や比剛性について理解を得るとともに,平均的ヤング率をはじめとする複合材料の構造材料としての特性値を評価するための計算ができるようになること.

キーワード

複合材料,比強度,比剛性,CFRP (炭素繊維強化プラスティックス),破断長,CNT(カーボンナノファイバー),複合則,平均的ヤング率,等ひずみ条件,フォークト近似,等応力条件,ロイス近似,弾性スティッフネス,弾性コンプライアンス,マイクロメカニックス,金属基複合材料

学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)

専門力 教養力 コミュニケーション力 展開力(探究力又は設定力) 展開力(実践力又は解決力)

授業の進め方

講義のあいだに演習問題を出題します.講義,各回の学習目標をよく読み,予習,復習そして宿題を確実に行って下さい.

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 複合材料の特徴について:高性能自転車用フレームを製造するための材料選択 代表的な CFRP (炭素繊維強化プラスティックス)の重さ,強度そして弾性係数について,そして,それらの値の典型的な金属材料の値との比較
第2回 複合材料の比強度と比剛性 比強度と比剛性の定義について
第3回 比強度と比剛性に関する演習問題と解説 比強度と比剛性についての理解と評価
第4回 CNT (カーボンナノファイバー) と CFRP CNT(カーボンナノファイバー)とCFRP (炭素繊維強化プラスティックス)について理解を深める
第5回 複合材料の平均的ヤング率 複合則,平均的ヤング率,等ひずみ条件,等応力条件についての理解
第6回 複合材料の平均的ヤング率に関する演習問題と解説 複合材料の平均的ヤング率についての計算問題の解き方
第7回 金属器複合材料の弾性変形 塑性変形しない分散粒子を含む金属材料の機械的性質
第8回 理解度確認総合演習 複合材料についての理解力についての評価

教科書

特になし(Hand-out 資料)

参考書、講義資料等

特になし(Hand-out 資料)

成績評価の基準及び方法

複合材料の機械的性質についての考え方と計算方法に関する理解度を評価する。試験(70%),演習(30%)で成績を評価する。

関連する科目

  • MAT.M205 : 応力・ひずみの基礎と金属の変形

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

特になし

その他

特になし

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