材料破壊力学 / Fundamentals of Fracture Mechanics

単位数: 1. 担当教員: 野村 直之, 成田 史生. 開講年度: 2024. 科目ナンバリング: TME-MSE317J. 開講言語: 日本語.

主要授業科目/Essential Subjects

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授業の目的・概要及び達成方法等

Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)

1.　目的
構造用金属材料およびセラミックスや新素材の破壊強度を定量的に取り扱う手法として、線形破壊力学の基礎を学ぶ。
2．概要
線形破壊力学の基礎を理解し、破壊が起こる限界条件やその測定法、工学的応用について学ぶ。
3．達成目標等
この授業では，主に以下のような能力を習得することを目標とする．
・本学科の学習・教育目標のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｋに関する能力を含めて修得する。
・材料工学に関しての基礎知識、材料工学周辺の一般工学に関しての基礎知識、課題を正確に理解する能力の修得
・き裂先端の応力場や破壊力学パラメータについて説明できる．
・脆性破壊発生条件について理解し、破壊じん性値の測定法およびその工学的応用を説明できる。

授業の目的・概要及び達成方法等(Ｅ）

The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)

This course covers the basics of linear fracture mechanics of structural metals and ceramics. The lecturer explains fundamental theory, boundary condition, evaluation methods, and engineering applications of linear fracture mechanics. Students can acquire the abilities to explain stress fields around crack tip and fracture mechanics parameters. The course aims to acquire the basic abilities on A, B, C, and K in the educational goal of our department.

他の授業科目との関連及び履修上の注意

必修科目のほか材料加工関連科目

他の授業科目との関連及び履修上の注意(Ｅ）

This subject are recommended to students who study the compulsory subjects and the other subjects related to materials processing

授業計画

１．線形破壊力学とは；構造物中の欠陥および脆性破壊
２．き裂先端近傍の応力場、応力拡大係数
３．エネルギー解放率
４．応力拡大係数とエネルギー解放率の関係
５．破壊力学パラメータとき裂進展開始条件
６．破壊じん性試験法
７．疲労き裂伝播と破壊力学、環境下でのき裂伝播と破壊力学
８．セラミックスや新素材料の強度評価

授業計画(Ｅ）

1. What is linear fracture mechanics? Defects in structures and brittle fracture
2. Stress fields around crack tip and stress intensity factor
3. Energy release rare
4. Relationship between stress intensity factor and energy release rate
5. Fracture mechanics parameters and condition of crack propagation
6. Methods of fracture toughness evaluation
7. Crack propagation under fatigue and atmosphere
8. Strength evaluation of ceramics and advanced materials

授業時間外学習

演習問題を各自行うこと．

授業時間外学習（Ｅ）

Do homework (practice exercises) on your own.

成績評価方法及び基準

レポート等の結果で評価する。

成績評価方法及び基準(Ｅ）

Students are evaluated on the result of reports.

教科書および参考書

• 『楽しく学ぶ破壊力学』, 成田史生他, 朝倉書店 (2020年) ISBN/ISSN: 9784254231489 資料種別:教科書

オフィスアワー

月曜日　10:30～12:00 教育研究棟　513室（野村）、515室（成田）

オフィスアワー（Ｅ）

Monday from 10:30 to 12:00 at the room 513 (Prof. Nomura) or 515 (Prof . Narita) in the education and research building

備考

記号A-Mについては、マテリアル・開発系の教育目標を参照してください。
https://www.material.tohoku.ac.jp/department/purpose.html

実務・実践的授業/Practicalbusiness※○は、実務・実践的授業であることを示す。/Note:"○"Indicatesthe practicalbusiness

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