強度設計

Course Information

College	Toyama College	Year	2015
Course Title	強度設計
Course Code	0022	Course Category	Specialized / Elective
Class Format	Lecture	Credits	Academic Credit: 1
Department	Department of Mechanical Engineering	Student Grade	5th
Term	Second Semester	Classes per Week	1
Textbook and/or Teaching Materials	配付資料
Instructor	Masuyama Keichi

Course Objectives

強度設計を行う必要性を理解し，その為に各種の因子について計算，図式により求められる．具体的には以下の表か項目について理解することを目標とする．

Rubric

	理想的な到達レベルの目安	標準的な到達レベルの目安	未到達レベルの目安
強度設計の必要性　破壊事例	疲労破壊におけるSN線図について説明できる．	疲労破壊について理解している．	疲労破壊について理解していない．
比強度・非弾性率	比強度・非弾性率について説明できる．	比強度・非弾性率について知っている．	比強度・非弾性率について説明できない．
工業材料の原子構造，結合，結晶構造	簡単な金属の結晶構造について名称，結晶方位，結晶面の記述ができる．	簡単な金属の結晶構造について名称，図で示すことができる．	簡単な金属の結晶構造について名称，図で示すことができない．
１軸応力における垂直応力，せん断応力	1軸応力における垂直応力，せん断応力について簡単な問題を解くことができる．	1軸応力における垂直応力，せん断応力についてどちらかひとつ問題を解くことができる．	1軸応力における垂直応力，せん断応力についてどちらかひとつ問題を解くことができない．
２軸における任意面での主応力とせん断応力の導出	２軸における任意面での主応力とせん断応力の導出がモールの応力円を用いて求めることができる．	２軸における任意面での主応力とせん断応力のどちらかひとつの導出がモールの応力円を用いて求めることができる．	２軸における任意面での主応力とせん断応力のどちらかひとつの導出がモールの応力円を用いて求めることができない．
平面ひずみ破壊靭性試験法による破壊靭性値の算出	平面ひずみ破壊靭性試験法による破壊靭性値の算出ができる．	平面ひずみ破壊靭性試験法による破壊靭性値の算出法について説明できる．	平面ひずみ破壊靭性試験法による破壊靭性値の算出法について説明できない．
回転曲げ疲労試験機による疲れ強さの算出	回転曲げ疲労試験機による疲れ強さの算出ができる．	回転曲げ疲労試験機による疲れ強さの説明ができる．	回転曲げ疲労試験機による疲れ強さの説明ができない．
繰り返し応力	繰り返し応力に関し，平均応力，応力振幅，応力比を計算で求められる．	繰り返し応力に関し，平均応力，応力振幅，応力比のいずれかが計算で求められる．	繰り返し応力に関し，平均応力，応力振幅，応力比のいずれも計算で求められない．
耐久限度線図を用いた疲れ強さ	引張強さと降伏強度，真の引張強度と平滑材，切り欠き材の疲れ強さから耐久限度線図により使用範囲を特定できる．	引張強さと降伏強度，真の引張強度と平滑材，切り欠き材の疲れ強さから求まる耐久限度線図を用いて使用範囲を特定できる．	引張強さと降伏強度，真の引張強度と平滑材，切り欠き材の疲れ強さから求まる耐久限度線図を用いて使用範囲を特定できない．
ラーソンミラー法による破断強さ	ラーソンミラー法による破断強さの推定ができる．	ラーソンミラー法の使用目的について説明できる．	ラーソンミラー法の使用目的について説明できない．

Teaching Method

Outline:

機械設計するためには損傷許容設計が必要である．損傷許容設計の必要性を理解するため，過去の事故事例を元に事故原因と対策，試験方法について学習し，設計者にとって材料選択に至る試験方法，応力集中，強度計算手法について学習する．

Style:

授業の度に　授業内容にもとづく資料を配付する．

Notice:

内容が多岐にわたり，進度も速いので予習復習に努めること

Course Plan

			Theme	Goals
2nd Semester
	3rd Quarter
		1st	強度設計の必要性　破壊事例（原因とその後の対策）	過去の破壊事例事故を参考に強度設計の必要性を理解する．
		2nd	産業における工業材料	鉄鋼材料，非鉄金属材料について，製造方法，規格，用途について理解する．
		3rd	工業材料の原子構造，結合，結晶構造	工業材料の原子構造，結合，結晶構造について理解する．
		4th	鉄鋼材料	ステンレス鋼を含む鉄鋼材料の規格，用途について理解する．
		5th	非鉄金属材料	アルミや銅，チタンなど非鉄金属材料の規格，熱処理方法，強化方法を理解する．
		6th	工業材料に働く力	応力とひずみ，1軸，2軸の垂直応力，モールの応力円，2軸応力状態，ひずみゲージとひずみの測定法について理解する．
		7th	中間試験	上記の内容について中間試験を実施し，理解度を測る．
		8th	工業材料の強度（静的）評価方法	引張，圧縮，ねじり，硬さ，衝撃試験，破壊靭性など静的試験について理解する．
	4th Quarter
		9th	工業材料の損傷許容設計のための試験法	疲労試験，クリープ試験，応力集中，環境破壊について理解する．
		10th	強度設計の必要性	安全寿命設計・フェイル・セイフ設計および損傷許容設計について理解する．
		11th	設計への応用	耐久限度線図を用いて疲れ強さを算出できる．また損傷許容設計に関する簡単な問題が解ける．
		12th		簡単なクリープ試験の事例をもとに，クリープ破断強度を図式により求められる．
		13th		ラーソンミラー法による破断強さの推定ができる．
		14th	期末試験	後期8週から14週までの理解度を測る為に，期末試験を実施する．
		15th
		16th

Evaluation Method and Weight (%)

	試験	発表	相互評価	態度	ポートフォリオ	その他	Total
Subtotal	180	0	0	0	0	20	200
基礎的能力	90	0	0	0	0	10	100
専門的能力	90	0	0	0	0	10	100
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0