2019年度 固体の変形と強度   Deformation and Strength of Solids

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開講元
材料コース
担当教員名
尾中 晋  寺田 芳弘 
授業形態
講義
曜日・時限(講義室)
月1-2(J234)  木1-2(J234)  
クラス
-
科目コード
MAT.M410
単位数
2
開講年度
2019年度
開講クォーター
2Q
シラバス更新日
2019年3月18日
講義資料更新日
-
使用言語
英語
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講義の概要とねらい

固体の変形と強度を定量的に評価する手法を習得することは,目的に応じた材料を選択するため,そしてより進んだ材料を開発するために不可欠です。弾性論と転位論は,それぞれ,結晶性固体の弾性変形と塑性変形を評価するための学問体系であり,本講義前半ではそれらを修得するための講述と演習を行います。本講義後半では,結晶性材料の塑性変形挙動と塑性変形の進行に必要な外力について扱ったのちに,金属材料を例として,実用に用いられている材料が様々な条件のもとでのどのような機械的性質を示し,どのようにすれば材料の強度を高めていくことができるかを理解するための講述と演習を行います。

到達目標

【到達目標】 固体の変形と強度を定量的に評価する手法を習得し,弾塑性変形や破壊の様式,そして材料強度の値といった材料の機械的性質についての知識を深め,機械的性質が主要な評価因子となる構造材料についての体系的な理解を得ることを到達目標とします。
【テーマ】 先ず,弾性論により固体の変形と強度を論じるための基礎を築きます。次いで,転位論により結晶性材料の塑性変形機構を扱う手法を習得します。これら弾性論と転位論についての理解をもとにして,多様な金属材料における種々の機械的性質を評価・議論できるようにすることが本講義のテーマです。

キーワード

弾性論,転位論,結晶欠陥,転位の力学,機械的性質,強化機構,クリープ,高温変形,破壊,繰り返し変形,疲労

学生が身につける力

国際的教養力 コミュニケーション力 専門力 課題設定力 実践力または解決力
- - - -

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 弾性論の基礎 テンソルとしての応力とひずみの概念
第2回 理解度向上演習(弾性論) 応力成分の座標変換,フックの法則
第3回 結晶欠陥と結晶のすべり変形 種々の結晶欠陥と結晶の塑性変形
第4回 転位の種類とバーガースベクトル 刃状転位,らせん転位,混合転位,バーガースベクトルの定義
第5回 転位の力学 転位が作る応力,転位に働く力
第6回 理解度向上演習(すべり変形と転位論) 転位の幾何学と力学
第7回 完全結晶の理想強度と固体における応力−ひずみ関係 理想強度の評価と応力−ひずみ関係の理解
第8回 単結晶の塑性変形と加工硬化 転位の運動と結晶の塑性変形
第9回 多結晶の塑性変形と結晶粒界が強度に及ぼす影響 転位の運動と結晶粒界の関係
第10回 理解度向上演習(結晶性材料の塑性変形) すべり面とすべり方向,すべり変形によるひずみ
第11回 材料の強化機構 固溶強化,析出高化,分散強化,加工硬化,結晶粒微細化強化
第12回 クリープと高温変形 高温域における塑性変形の特徴
第13回 破壊現象と破壊様式の分類 延性破壊,脆性破壊,強度と延性のあいだの関係
第14回 繰り返し変形と疲労現象 繰り返し変形による組織変化,疲労の原因
第15回 理解度向上演習(金属材料における種々の機械的性質) 種々の機械的性質とその評価法

教科書

特になし

参考書、講義資料等

加藤,熊井,尾中著 『材料強度学』 朝倉書店

成績評価の基準及び方法

弾性論,すべり変形と転位論,結晶性材料の塑性変形,そして金属材料における種々の機械的性質という主要項目についての考え方,計算法及びそれらの応用に関する理解度を評価する。宿題・演習(30%)と期末試験(70%)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
  • MAT.M303 : 格子欠陥と転位

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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