概要:
これまで経験則に基づく試行錯誤的な手法がとられてきた材料の開発は、現在では要求される性能を満たす材料を設計することが重要となってきている。本講義ではこれまでに学んだ材料に関する知識をベースに、材料が本来持っている性質をいかに有効に引き出して利用するかを目的として、材料の設計・力学・構造を包括的に学習し、合金設計およびセラミックス設計についての考え方を教授する。
授業の進め方・方法:
板書をし、適宜、理解しているかあるいはどう考えるかを質問する。
また、課題を与え、それについてレポートを提出する。
注意点:
少人数での講義となるため、欠席しないようにする。
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
１．工業材料とその性質，材料の価格と入手しやすさ |
身近な道具や構造物の材料選択，工業材料の価格，供給の安定性，資源の有効利用について理解し説明できる。
|
| 2週 |
２．弾性率 |
弾性率は結合の強さや原子の充填によってどのように決まるか理解し説明できる。
|
| 3週 |
２．弾性率 |
弾性率は結合の強さや原子の充填によってどのように決まるか理解し説明できる。
|
| 4週 |
２．弾性率 |
弾性率は結合の強さや原子の充填によってどのように決まるか理解し説明できる。
|
| 5週 |
３．降伏強さ，引張強さ，硬さおよび延性 |
応力ひずみ曲線，理想強度，転位，強化法，塑性変形を理解し説明できる。
|
| 6週 |
３．降伏強さ，引張強さ，硬さおよび延性 |
応力ひずみ曲線，理想強度，転位，強化法，塑性変形を理解し説明できる。
|
| 7週 |
３．降伏強さ，引張強さ，硬さおよび延性 |
応力ひずみ曲線，理想強度，転位，強化法，塑性変形を理解し説明できる。
|
| 8週 |
４．急速破壊，靱性および疲労 |
急速なき裂成長，破壊靱性，靱性を高める方法，疲労の機構を理解し説明できる。
|
| 2ndQ |
| 9週 |
４．急速破壊，靱性および疲労 |
急速なき裂成長，破壊靱性，靱性を高める方法，疲労の機構を理解し説明できる。
|
| 10週 |
４．急速破壊，靱性および疲労 |
急速なき裂成長，破壊靱性，靱性を高める方法，疲労の機構を理解し説明できる。
|
| 11週 |
５．クリープ変形と破壊 |
材料の高温挙動，クリープ，アレニウスの法則，フィックの第１法則を理解し説明できる。
|
| 12週 |
５．クリープ変形と破壊 |
材料の高温挙動，クリープ，アレニウスの法則，フィックの第１法則を理解し説明できる。
|
| 13週 |
６．合金設計およびセラミックス設計 |
金属の特徴，構造材料用セラミックス，状態図，設計のための基礎科学，合金設計，材料設計について理解し説明できる。
|
| 14週 |
６．合金設計およびセラミックス設計 |
金属の特徴，構造材料用セラミックス，状態図，設計のための基礎科学，合金設計，材料設計について理解し説明できる。
|
| 15週 |
６．合金設計およびセラミックス設計
試験 |
金属の特徴，構造材料用セラミックス，状態図，設計のための基礎科学，合金設計，材料設計について理解し説明できる。
|
| 16週 |
|
|
| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 力学 | 力は、大きさ、向き、作用する点によって表されることを理解し、適用できる。 | 5 | |
| 一点に作用する力の合成と分解を図で表現でき、合力と分力を計算できる。 | 5 | |
| 一点に作用する力のつりあい条件を説明できる。 | 5 | |
| 力のモーメントの意味を理解し、計算できる。 | 5 | |
| 偶力の意味を理解し、偶力のモーメントを計算できる。 | 5 | |
| 着力点が異なる力のつりあい条件を説明できる。 | 5 | |
| 荷重が作用した時の材料の変形を説明できる。 | 5 | |
| 応力とひずみを説明できる。 | 5 | |
| フックの法則を理解し、弾性係数を説明できる。 | 5 | |
| 許容応力と安全率を説明できる。 | 5 | |
| 引張荷重や圧縮荷重が作用する棒の応力や変形を計算できる。 | 4 | |
| 両端固定棒や組合せ棒などの不静定問題について、応力を計算できる。 | 4 | |
| 線膨張係数の意味を理解し、熱応力を計算できる。 | 4 | |
| ねじりを受ける丸棒のせん断ひずみとせん断応力を計算できる。 | 4 | |
| 丸棒および中空丸棒について、断面二次極モーメントと極断面係数を計算できる。 | 4 | |
| 軸のねじり剛性の意味を理解し、軸のねじれ角を計算できる。 | 4 | |
| はりの定義や種類、はりに加わる荷重の種類を説明できる。 | 4 | |
| はりに作用する力のつりあい、せん断力および曲げモーメントを計算できる。 | 4 | |
| 各種の荷重が作用するはりのせん断力線図と曲げモーメント線図を作成できる。 | 4 | |
| 曲げモーメントによって生じる曲げ応力およびその分布を計算できる。 | 4 | |
| 各種断面の図心、断面二次モーメントおよび断面係数を理解し、曲げの問題に適用できる。 | 4 | |
| 各種のはりについて、たわみ角とたわみを計算できる。 | 4 | |
| 多軸応力の意味を説明できる。 | 5 | |
| 二軸応力について、任意の斜面上に作用する応力、主応力と主せん断応力をモールの応力円を用いて計算できる。 | 4 | |
| 材料 | 機械材料に求められる性質を説明できる。 | 3 | |