タイトル

ナンバリングコード M3MTR-AXXT-2O-Lx2   科目ナンバリングについて
授業科目名 科目区分 時間割 対象年次及び学科
新世代構造材料    
Structural Materials for Next Generation
  後期 金1 1~2 工学研究科博士前期課程材料創造工学専攻
講義題目 水準・分野 DP・提供部局
対象学生・
特定プログラムとの対応
 
 
M3MTR AXXT 2O
担当教員 授業形態 単位数 時間割コード
松田 伸也[Shinya MATSUDA] Lx 2 944020
DP・提供部局  
AXXT
 
授業形態  
Lx
 
関連授業科目  
 
履修推奨科目  
 
学習時間  
講義90分 × 15回 + 自学自習
 
授業の概要  
 構造物とは,土木・建築・機械構造物などの意味だけではない.例えば,半導体デバイスのはんだ接合部品など分野に関係なく材料で製作した部材(部品)を2つ以上組み合わせてたものを構造物と呼ぶ.初めに,機械や構造物の設計と材料技術との関係について説明する.構造設計と材料技術がミスマッチした場合,何が起こるのか,過去の事故事例と照らし合わせて説明する.次に,構造物の用途に応じて適用されているセラミックス,プラスチックおよび複合材料(プラスチック基を中心に)の機械的特性について力学的な観点から説明する.
 
授業の目的  
 4大材料(金属,プラスチック,セラミックス,複合材料)は用途に応じて様々な構造部材に適用されており,近年の産業の環境を築いている.その一方で,過去には材料の取り扱い方を間違えた事故も相次いで発生していた.ゆえに材料の機械的特性を知り,どのように扱えばよいのかを知ることは良品な構造部材を製作するだけでなく,使用時の安全性を確保するためにも重要である.本講義では,機械設計と材料技術との関係の基礎的事項を過去の事故事例に基づき学ぶ.その後,セラミックス,プラスチック,複合材料の基本的な強度特性とその力学的な考え方を学ぶ.
 
到達目標  
・事故の原因(過去の事例)を分析して説明できる.
・セラミックス,プラスチック,複合材料の基本的な強度特性を力学的観点から説明や計算ができる.
 
学習・教育到達目標(工学部JABEE基準)  
 
成績評価の方法と基準  
 レポートにより評価する.公休,病欠,忌引きによる欠席届を受理した場合を除き,4回以上欠席をした場合には,単位を認めない.
 
授業計画並びに授業及び学習の方法  
【授業計画】
第1回:ガイダンス   
第2回:構造設計と材料技術(1)材料と事故の歴史,材料選択の基礎的要因
第3回:構造設計と材料技術(2)なぜ事故は起こるのか(原因と事例紹介)
第4回:セラミックス(1)強度特性と強度試験方法
第5回:セラミックス(2)即時破壊に対する設計
第6回:セラミックス(3)最弱リンクモデル説
第7回:セラミックス(4)疲労に対する設計
第8回:プラスチック(1)変形・劣化・破壊
第9回:プラスチック(2)粘弾性モデル(マクスウェルモデル)
第10回:プラスチック(3)粘弾性モデル(フォークトモデル)
第11回:プラスチック(4)クリープと応力緩和
第12回:複合材料(1)複合材料とは,歴史,複合材料の種類,なぜ複合化するのか
第13回:複合材料(2)力学的特性(並列モデルと直列モデル,せん断弾性率と熱膨張率)
第14回:複合材料(3)繊維強化機構,強化材形状による材料設計(応力伝達機構),一方向強化複合材料の力学的特性の測定
第15回:破壊制御設計

【授業の方法】
・板書とプロジェクターによる解説を行い,必要に応じて資料を配布する.
・関数電卓は必ず持参すること.

 
教科書・参考書等  
参考書:「材料強さ学」(オーム社)町田輝史,「入門 複合材料の力学」(培風館)日本複合材料学会 監修 末益博志 編著,「はじめての固体力学」(講談社)有光隆,「構造信頼性工学」(海文堂) 市川昌弘,「セラミックスの強度と破壊」(共立出版)R.W.ダヴィジ 著 鈴木弘茂/井関孝善 共訳,「破壊力学」(共立出版)小林英男
 
オフィスアワー  
時間:金曜日10:30~11:30
場所:2号館8階2802室
 
履修上の注意・担当教員からのメッセージ  
 授業内容と各種参考書を基に自己学習した内容を付け加えてノートを作り上げ,今後の個人の参考文献とすること.
 
参照ホームページ  
 
メールアドレス  
matsuda@eng.kagawa-u.ac.jp
 
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