材料強度学

科目基礎情報

学校 津山工業高等専門学校 開講年度 令和03年度 (2021年度)
授業科目 材料強度学
科目番号 0035 科目区分 専門 / 選択
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 機械・制御システム工学専攻 対象学年 専2
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 教科書: プリント配布 参考書:阿部武治ほか「弾性力学」(朝倉書店),日本材料学会編「材料強度学」(日本材料学会),村上理一ほか「材料強度学入門」(星雲社)など
担当教員 塩田 祐久

到達目標

学習目的:材料の連続体力学における一般的な定式化を理解し,材料の強度を支配している変形や破壊のメカニズムを理解する。

到達目標:
1.弾性力学における定式化を理解する。
2.変形や破壊の種類と特徴を理解する。
3.巨視的な変形や破壊と微視的な組織や構造との関係を理解する。

ルーブリック

不可
評価項目1弾性力学における定式化を正確に理解し,導出できる。弾性力学における基本的な定式化を理解している。弾性力学における基本的な定式化について大部分を理解している。左記に達していない。
評価項目2いろいろな変形や破壊の種類と特徴を正確に理解している。基本的な変形や破壊の種類と特徴を理解している。基本的な変形や破壊の種類と特徴の大部分を理解している。左記に達していない。
評価項目3巨視的な変形や破壊と微視的な組織や構造との関係を正確に理解している。巨視的な変形や破壊と微視的な組織や構造との基本的な関係を理解している。巨視的な変形や破壊と微視的な組織や構造との基本的な関係の大部分を理解している。左記に達していない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
一般・専門の別:専門  学習の分野:材料と構造

基礎となる学問分野:工学/材料工学/機械材料・材料力学

専攻科学習目標との関連:本科目は専攻科学習目標「(2)材料と構造,運動と振動,エネルギーと流れ,情報と計測・制御,設計と生産・管理,機械とシステムなどの専門分野技術の知識を修得し,機械やシステムの設計・製作・運用に活用できる能力を身につける」に相当する科目である。

技術者教育プログラムとの関連:本科目が主体とする学習・教育到達目標は「(A)技術に関する基礎知識の深化,A-2:「材料と構造」,「運動と振動」,「エネルギーと流れ」,「情報と計測・制御」,「設計と生産・管理」,「機械とシステム」に関する専門技術分野の知識を習得し,説明できること」であるが,付随的には「A-1」にも関与する。

授業の概要:材料強度学は,固体物理や金属組織学等のミクロな分野と材料力学等のマクロな分野とに関係している。本講義ではまず基礎として弾性力学について述べる。次に,材料の巨視的な変形や破壊の特徴を述べるとともに,それらのメカニズムを微視的な組織や構造に関係付けて説明する。
授業の進め方・方法:
授業の方法:板書を中心に授業を進め,身近にある具体的な例をあげながら説明を行う。また,必要に応じてプリント等を配布する。その他にレポートを課す。

成績評価方法:定期試験(70%):試験での持込は指定のもののみ。授業時間外の学習成果(課題)(30%):課題は宿題とする。
注意点:
履修上の注意:本科目は「授業時間外の学修を必要とする科目」である。当該授業時間と授業時間外の学修を合わせて,1単位あたり45時間の学修が必要である。授業時間外の学修については,担当教員の指示に従うこと。

履修のアドバイス:
・事前に行う準備学習として,材料力学および材料学の内容を復習し理解しておくこと。
・基礎科目欄に挙げた科目の基礎的な内容について必要に応じて復習すること。

基礎科目:工業材料Ⅰ(機械1年),工業材料Ⅱ(機械2),機械材料学Ⅰ(電子制御3),機械材料学Ⅱ(電子制御4),材料力学Ⅰ(機械3),材料力学Ⅱ(機械4),材料力学Ⅰ(電子制御3),材料力学Ⅱ(電子制御4)

関連科目:機能性材料学(専2年)


受講上のアドバイス:物が変形したり破壊したりする現象は身の回りで数多く起こっているので,新聞記事やテレビのニュースなどを含めてそのような現象に日頃から注意しておくことが授業の理解の助けになる。また,乗り物や橋などの構造物を見たときは,その力のかかり方を考えてみるのもよい。授業時間の半分を過ぎて入室した場合,欠課として扱う。

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業
選択

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 全体のガイダンス,前半のガイダンス(弾性力学について)
2週 応力について(定義,成分) 左の定義と定式化を確認
3週 応力成分の座標変換 左の定義と定式化を確認
4週 応力のつりあい方程式と境界条件 左の定義と定式化を確認
5週 ひずみについて(定義,成分) 左の定義と定式化を確認
6週 ひずみ成分の座標変換,ひずみの適合条件 左の定義と定式化を確認
7週 構成式 左の定義と定式化を確認
8週 後半のガイダンス(材料強度学とは)
2ndQ
9週 応力とひずみ,破損の法則 左の定義と適用
10週 き裂の力学 左の意味の理解
11週 引張試験とデータ,破壊の特徴 左の現象と力学量の理解
12週 多軸応力下の破壊,破壊じん性 左の定義と定式化を確認
13週 疲労破壊,高温における変形と破壊 左の現象と力学量の理解
14週 環境強度と腐食 左の現象と力学量の理解
15週 (前期末試験)
16週 前期末試験の答案返却と試験解説

モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標

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

評価割合

試験発表相互評価自己評価課題小テスト合計
総合評価割合70000300100
基礎的能力0000000
専門的能力70000300100
分野横断的能力0000000