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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
構造物や部材の強度確保のための設計方法と、特に経年材料の強度保証に不可欠な非破壊計測技術の基礎を学ぶ。
２．概要
材料の破壊についてと、構造物や機械部品の強度設計法の概要を理解し、構造物や部材の健全性を定量的に保証するための非破壊検査・評価技術の基礎について、実例も交えながら学ぶ。
３．達成目標等
・本学科の学習・教育目標のA、B、Cに関する能力を含めて習得する
・材料工学に関しての基礎知識、材料工学の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を習得する
・構造物や部材の強度設計法について、他分野のエンジニアと共通の理解を共有できるようになる
・材料における計測評価技術の役割を理解し、各種非破壊計測法の特徴を説明できる
・超音波非破壊評価法に関する基本原理と応用法を説明できる
この科目はGoogle classroomを使用して講義資料と講義情報を発信します。クラスコードは 4pcsbot です。Google classroomにアクセスし、クラスコードを入力してください。
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)
1. Objectives
Learn the design methods for ensuring the strength of structures and components, as well as the fundamentals of nondestructive measurement techniques that are essential for guaranteeing the strength of aged materials.
2. Summary
Understand the basics of material failure, as well as the principles of designing structures and mechanical components, and learn about the fundamentals of nondestructive inspection and evaluation techniques for quantitative evaluation of the strength of structures and mechanical components.
3. Goals
- Acquire the skills related to our program aims of A, B, and C.
- Gain a fundamental knowledge of materials engineering and general engineering, as well as the skill to correctly understand related problems.
- Develop a common understanding of strength design methods for structures and components with engineers from other fields.
- Understand the role of measurement and evaluation techniques and explain the characteristics of various non-destructive measurement methods.
- Understand the underlyining principle of ultrasonic nondestructive evaluation and its application
This course will use Google Classroom to distribute lecture materials and information. The class code is "4pcsbot". Please access Google Classroom and enter the class code.
Google Classroomのクラスコードは工学研究科Webページ
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-g.html
（大学院シラバス・時間割・履修登録）にて確認すること。
金属材料、圧電材料、ナノ材料、有機材料、複合材料など、あるいはそれらを用いたデバイスや構造部材の高度利用と安全確保に必要な計測・評価方法に関し、X線や超音波を用いる手法を中心に、その原理から応用技術について学ぶ。X線の回折・散乱・分光・イメージング、超音波の伝搬、応用計測などについて理解を深めるため、以下の講義を行う。
百生 教授
材料計測においてX線技術は多くの場面で活用されている。X線に関する基礎的事項から、各種X線計測手法を概観する。また、X線透視技術に基づく非破壊検査、および、X線断層撮影法（X腺CT）について掘り下げると共に、最先端X線イメージング技術についても解説する。
小原 教授
材料の弾性的な性質を反映して伝搬する超音波は、産業界の非破壊検査に幅広く利用されている。超音波伝搬に関する基礎から、その特徴を利用した様々な計測法について概説する。また、イメージングを含む最先端の超音波計測技術についても解説する。
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Focusing mainly on methods using X-rays and ultrasonic waves for the methods of measurements and evaluations needed for sophisticated and safe uses of metals, piezoelectric materials, nano materials, polymers, composite materials, and devices and structural elements composed by them, their principle and application technology are described. To deepen the understanding on X-ray diffraction/scattering/spectroscopy/imaging and ultrasonic wave propagation and its applications for measurements, the following lectures will be given:
Prof. Momose
X-rays play important roll in various material evaluations. In this lecture part, starting from fundamental subjects of X-rays, we overview X-ray measurement technology. Furthermore, we study the details on X-ray non-destructive testing based on X-ray radiography and X-ray computed tomography (CT). Finally, the state-of-art X-ray imaging technology will be introduced.
Prof. Ohara
Ultrasonic waves, which propagate in materials as elastic waves, are widely used in industry as a non-destructive inspection method. This lecture will provide an overview of the fundamentals of ultrasonic wave propagation and various ultrasonic measurement methods. State-of-the-art ultrasonic measurement techniques, including imaging, will also be introduced.
社会における産業プラントや航空機等のインフラ設備に代表される複雑な人工物システムでは、運転に伴う経年劣化に対して機能を維持するための保全活動が日々行われている。さらに近年では、この「保全」をシステム全体の安全性と経済性の観点から最適化することが社会的課題となっている。本講義では保全学を構成する材料劣化やその非破壊検査・モニタリング手法、リスク評価や信頼性解析等の要素を概説し、新しい検査手法やそれらを用いたシステムなどの新しい取り組みなどについても取り上げ、保全の最適化について議論を行う。
Maintenance activities play an important role to secure the safety and long-life of various artifacts such as industrial plants, commercial aircrafts. Optimization of the maintenance activities in view of both system safety and economic performance is placed as a major key challenge. In this course, we outline recent progresses of disciplines composing maintenance engineering such as reliability engineering, risk evaluation, nondestructive testing, failure analysis, at first. In addition, we discuss the quantitative evaluation of reliability and risk for optimization of the maintenance activities such as inspection and repair.
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学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
１．目的
材料強度学の目的は，機械要素・構造物の安全性・健全性を評価・確保するための方法論を提供することにあり，その学術的基礎と材料強度設計への応用に関する事項について学ぶ．
２．概要
まず，基礎的事項として，材料強度試験法，降伏・破壊規準，き裂の力学としての破壊力学，ならびに各事項の材料強度設計や破壊防止への工学応用について学習する．さらに，現実の損傷・破壊原因として，脆性・延性破壊，疲労破壊，クリープ変形・破壊，環境助長割れを取り上げ，それぞれの変形・破壊の機構と評価法ならびに制御法について習得する．演習問題やレポート問題を解くことにより理解を深める．
３．達成目標等
・変形・破壊特性に基づいた材料の分類と特性に及ぼす影響因子について理解できること．
・材料力学的評価パラメータおよび降伏・破壊規準の内容を理解した上で，機械要素・構造物の簡易モデルへ適用し強度解析ができる．
・代表的な変形・破壊の機構について理解し，それら損傷を特徴づける評価パラメータにに基づく材料力学的解析ができる．
本講義は，Google Classroomを利用する場合がある．その場合のクラスコードは「pvd66ix」である．
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1. Objective
Strength and Fracture of Materials presents engineering methodologies for evaluating and ensuring the safety and reliability of machine elements and structures. This course is intended as an introduction of Strength and Fracture of Materials offered to engineering students, and descibes its underling theoreis and their application to strength design and safety-assessment of structural components.
2. Outline
This course covers the following fundamental topics; strength and fracture testing methods, yielding and fracture criteria, fracture mechanics, fracture mechanisms and properties of various materials, and their application to machine design. The class then deals with brittle and ductile fracture, fatigue damage, creep deformation and fracture, environmentally assisted cracking, which are typical fracture causes in actual machine elements and structures. The mechanisms and relevant characterizing parameters for the above-mentioned deformation and fracture will be addressed along with methodologies for controlling and preventing them.
3. Goals
At the end of the course, students should be able to do the following items:
To grasp the materials classification based on deformation and fracture properties, and to recognize important factors affecting those properties.
To understand the parameters evaluating deformation and fracture, and the damage criteria; and to conduct strength analyses of simple machine elements and structures
To get insight in the typical deformation and fracture mechanisms; and to carry out .
In this lecture, Google Classroom may be used.
The class code is "pvd66ix".
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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。
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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.
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学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
機器･構造物の健全性を保証するための基礎となる材料の強度と破壊現象に関する学理を講じる。設計概念発展の歴史、破壊の現象論と事故事例を学んだ後に、固体の強度と破壊の基礎である塑性変形、強化機構、き裂進展のエネルギー論、き裂近傍の弾性応力場と応力拡大係数、き裂先端の塑性変形、破壊靱性、脆性破壊と延性破壊を理解する。最後に、構造物に生じ得る主要な経年劣化現象のうち、材質劣化としての熱時効脆化と中性子照射脆化、亜臨界き裂成長としての疲労、環境助長割れ、高温クリープを講ずる。
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The course will cover the scientific theories of strength of materials and fracture phenomena that are fundamental to assure the integrity of components and structures. After studying the history of design concept development, fracture phenomenology, and accident cases, the course will provide an understanding of the fundamentals of strength and fracture of solids: plastic deformation, strengthening mechanisms, crack growth energetics, elastic stress field and stress intensity factor near cracks, plastic deformation at crack tip, fracture toughness, brittle fracture, and ductile fracture. Finally, the major aging phenomena that can occur in structures will be discussed, including thermal aging and neutron irradiation embrittlement as material degradation, fatigue, environmentally assisted cracking, and high temperature creep as subcritical crack growth.
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学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
１．目的
機械・構造物の設計を合理的に行うため，部材が外力の作用を受ける場合の強さ・剛性・安定性に関する固体系力学の基礎的事項を学習する。
２．概要
部材に生じる応力・変形解析，部材の寸法・形状決定に関する応用能力を養成し，複雑な問題の解析方法を習得する。基本的な部分は教科書を用い，演習を併用する。また，機械・構造物を設計する際の基礎となるものである。
３．達成目標等
この授業では，主に以下のような能力を修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，D，Kに関する能力を含めて修得する。
・機械・構造物を構成している材料，すなわち部材の破壊に対する抵抗（強度），変形に対する抵抗（剛性），安定性に関する問題を理解し，説明することができる。
・外力を受ける部材の変形，内部に生じる力，それらの相互関係を理解し，説明することができる。
・機械・構造物が十分な機能を発揮し安全に長期にわたり使用できるかどうか等について，「材料力学」的判断を示すことができる。
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1. Aim
In order to perform rational design of machines and structures, students study the fundamentals of solid mechanics such as strength, stiffness, and stability of members when subjected to external force.
2. Outline
To cultivate the ability to apply the concepts including: analysis of stress and deformation occurring in members, and determination of shapes and dimensions of members. Students will also master the method for analyzing complex mechanics of materials problems. Textbook will be used for the basics, and exercises will also be used as well. This will be the foundation when designing machines and structures.
3. Scope
This lecture is intended to give students the mastery over the following skills:
・Acquire the skills including A, B, C, D, K of learning/educational goals of the department.
・The ability to understand and explain problems in stability, resistance against deformation (stiffness), and resistance against fracture (strength) of members, which are the materials composing machines and structures.
・The ability to understand and explain the mutual relationship between deformation of members subjected to external force and force that forms on the inside.
・The ability to make decisions based on the “mechanics of materials” regarding the optimal performance of machines/structures, and whether they can be used safely for a long period of time.
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学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
１．目的
航空機や圧力容器等の構造物の設計・維持管理及び複合材料等の材料開発には, 破壊力学が重要な役割を演ずる。き裂の力学である破壊力学の基礎と応用について学ぶ。
２．概要
まず、き裂の力学的挙動を特徴づけるための主要な破壊力学パラメータに関してその意義と評価法を学ぶ。その後, 機器・構造物のフェールセーフ設計や粒子・繊維強化複合材料の開発などに, 破壊力学が如何に応用されるかを習得する。５回程度のレポート問題を解くことにより理解を深める。
３．達成目標等
・破壊力学パラメータと破壊靭性値の適用限界を理解した上で, 機器・構造物の簡易モデルを対象としたき裂の力学解析ができる。破壊力学に基づく材料選択ができる。
・疲労き裂進展等を対象にしたフェールセーフ設計と寿命評価の基礎的解析ができる。
・複合材料等の高靭化機構を理解し, 破壊力学的モデルに基づく靭性評価ができる。
本講義は，Google Classroomを利用する場合がある．その場合のクラスコードは「6dg4ixn」である．
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https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
１．Course objective
Fracture mechanics presents engineering methodologies for evaluating and predicting the initiation and propagation of cracks. This course is intended as an introduction of Fracture Mechanics offered to engineering students, and descibes the fracture mechanics parameters together with the underling theoreis and their application to the design and safety-assessment of structural components and to the material development.
２．Course outline
In the lecture, based on a fundamental crack model, descriptions of the fracture mechanics parameters such as stress intensity factor (K) , energy release rate (G) and J-integral (J) will be given first. We will then discuss how to apply those parameters and their concept to important engineering problems related to fast fracture and fatigue crack growth, and fiber-reinforced composites. Report problems will be given as homework (approximately five times).
３．Goal
At the end of the course, students should be able to carry out crack analyses for simple sturucture/component models using the fracture mechanics parameters, and to evaluate remaining fatigue life-time and toughneing in fiber-reinforced composites.
In this lecture, Google Classroom may be used.
The class code is "6dg4ixn".
医用電気回路学で学んだ電気工学に関する基礎知識について実験を通じて習得します．
具体的には，受動素子を中心とした回路を実際に製作し，その動作および現象を実験的に学習します．
これにより，実際の電気計測技術に加えて科学的なデータ処理法を身につけます．
To improve the understanding of basics in electrical engineering and learn the basics of electrical measurement and data analysis, this experiment class offers to build, experimentally observe and analyze actual electric circuits mainly composed of passive elements.
Google Classroomのクラスコードは工学研究科Webページ
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-g.html
（大学院シラバス・時間割・履修登録）にて確認すること。
この科目は、原則対面で授業を行います。
また、Google Classroomを使用して受講状況を確認したり、講義資料等を配布したりします。
Google ClassroomからZoom授業に関する案内が届きますので、Zoomで受講する場合には案内の中に書かれているURLから授業に入ってください。
１．目的
結晶性材料中の点欠陥や転位に対する結晶学的，力学的ならびに熱力学的基礎を理解する。
２．概要
結晶性材料の性質は，点欠陥のや転位の種類，またその濃度や密度と密接に関係する。そこで，こういった結晶性材料の性質と格子欠陥との関係をより定量的に理解するための基礎理論を学ぶ。
３．達成方法
格子欠陥論に関する著名な著書を精読し理論の理解を深めると共に，毎週，演習問題を自ら解くことで結晶性材料の特性を自ら理論的に考える力を養う。
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/english/academics/master.html (under "Timetable & Course Description")
This class is taught face-to-face.
By Google Classroom, attendance status is checked and all lecture materials are distributed through the semester.
The class code is 'avg6ri2'.
You will receive information about Zoom connection from Google Classroom, so please enter the class from the URL shown in it when you take this class via Zoom.
1. Purpose
You understand the crystallographic, mechanical, and thermodynamic basics for point defects and dislocations in crystalline materials.
2. Brief overview
The properties of crystalline materials are closely related to the types of point defects and dislocations, as well as their concentrations and densities. Therefore, you will study the basic theory for more quantitatively understanding the relationship between the properties of these crystalline materials and lattice defects.
3. Achievement target etc.
You will deepen your understanding of the theory by carefully reading well-known textbooks on lattice defect theory, and develop the ability to consider crystalline material properties theoretically by yourself by solving exercises every week.