☆材料力学特論（Advanced Theory of Strength of Materials）[5101]

＜授業のねらい及び具体的な到達目標＞

「材料力学」とは、材料に作用する力によって生じる応力状態や変形挙動を力学的に体系づける学問である。本講義では、材料および固体を扱う際の基礎的な考え方を体系的に学ぶ。物質の非線形性を扱った演習問題に着手し、材料設計の考え方を習得する。

This is a graduate-level course of materials mechanics. The course provides a complete theory, which is generalized to three dimensional of the elastic behavior of materials, and applicable methods to design the structures and their members.
Students should be able to learn the basic of materials mechanics and applicable methods to deal with the behavior of solid objects subject to stresses and strains.

On completion of this course, the students should be able to:
Understand the theory of elasticity and a fundamental concept of the fracture mechanics.
Calculate mechanical states of structures and estimate the strength of elastic bodies with cracks.

＜授業計画及び準備学習＞

＜授業計画及び準備学習＞
（1）序論（材料力学とは）
（2）応力とひずみ１(応力，三次元物体内での応力のつりあい方程式)
（3）応力とひずみ2(ひずみ−変位関係式，ひずみの適合条件式)
（4）弾性の基礎方程式１
（5）弾性の基礎方程式２
（6）弾性の基礎方程式３
（7）平面弾性問題１(Airyの応力関数による解法)
（8）平面弾性問題2(Airyの応力関数による解法，極座標による平面弾性問題)
（9）破壊力学１ 急速破壊の力学的条件
（10）破壊力学2 き裂先端の応力分布
（11）破壊力学3
（12）粘弾性解析１(Maxwellモデル，Voigtモデル)
（13）粘弾性解析2(粘弾性解析における諸問題)
（14））振り返り

(1) Introduction (What is Mechanics of materials?)
(2)Stress and strain1 (Equilibrium of stress, Three dimensional stress transformation equations)
(3) Stress and strain2(Strain-displacement relationships, general definition of 3D Strain)
(4) Elasticity 1(Differential equations of isotropic elasticity)
(5) Elasticity 2 (Superposition of solutions for various loading)
(6) Elasticity 3 (Equations of bending theory)
(7) Plane elastic problem 1(Basic solutions for concentrated loading, Airy stress function in rectangular Cartesian coordinates)
(8) Plane elastic problem 2(Airy stress function in polar coordinates)
(9) Fracture mechanics 1(Linear elastic fracture mechanics, Griffith's criterion)
(10) Fracture mechanics 2(Stress intensity factor, Strain energy release, Crack tip plastic zone)
(11) Engineering Fracture Mechanics 3 (Fundamentals and Applications, Fracture toughness)
(12) Viscoelasticity 1 (Constitutive models)
(13) Viscoelasticity 2 (problems)
(14) Reviewing of the course

＜成績評価方法及び水準＞

＜成績評価方法及び水準＞
期末試験(100点満点)60点以上を合格とする。（宿題，レポート提出が受験する条件）

Evaluation
Less than 60 points (100 points perfect score) is an indicator of failure.
Evaluation includes homework and reports of strength analyses. If students do not submit homework or a report, students will receive a grade of failure.

＜教科書＞

特に指定しない

＜参考書＞

(1)「弾性力学の基礎」、井上達夫著、日刊工業新聞社
(2)「固体の力学／理論」、Ｙ．Ｃ．ファン著、培風館
(3)「固体の力学」、国尾武、培風館
(4)戸川隼人；「有限要素法概論（培風館）」など

＜オフィスアワー＞

金曜日11:00〜12:00　八号館8−254室　または　八号館8−302室

＜学生へのメッセージ＞

材料力学は機械や構造物の強度設計に必須の学問です．実際の身の回りにある機械や構造物を設計するには材料の応力や変形する性質を良く理解しておく必要があります．与えられた演習以外にも自分で問題を解き、材料や固体の力学的な取り扱い方やそれらの考え方の基礎をこの機会にぜひ身につけてください．

Material mechanics is one of essential disciplines for design of machines and structures. The course must be an opportunity to learn fundamentals of the mechanics of materials.