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2M695000

金属加工特論

Metal Working

開講部

大学院理工学研究科 修士課程

開講学科

材料工学専攻

開講学年

1年次

開講時期

後期

単位数

2

単位区分

特修

系列区分

特論

講義区分

講義
教授苅谷義治この授業の2013年度のアンケートを参照

授業の概要

金属材料の加工は弾塑性変形によりなされる.この変形の記述には,弾塑性変形の理論を数学的に取り扱い,3次元の状態における変形を計算により求めることが必要である.この講義では,弾塑性変形の数学的な理論を学び,それを塑性加工に応用する力を身につけることを目標とする.また,近年,弾塑性変形の計算手法として発達している有限要素法解析に関しても基礎理論を学び,汎用コードを用いて実際の計算が出来る力を身につける.

達成目標

1.3次元における応力とひずみの取り扱いについて理解する.
2.弾塑性構成式の理論について理解する.
3.有限要素法を用いて構造解析が出来る力を付ける.

授業計画


【授業計画】【授業時間外課題(予習および復習を含む)】
1.応力とひずみ(単軸)
・公称応力と公称ひずみ(1次元)
・真応力と真ひずみ(1次元)
配布資料1(応力とひずみ)を予習
2.応力ひずみ曲線の簡易記述
・応力ーひずみ曲線の単純化
・加工硬化係数とくびれ発生条件
配布資料(応力ひずみ曲線)を予習
3.応力成分と任意の面に働く応力
・応力成分
 ・コーシー応力
・任意の面における応力
 ・コーシー(Cauchy’s formula)の式
配布資料(応力成分と任意の面に働く応力)を予習
4.主応力
・3次元の場合の主応力
・2次元の場合の主応力
配布資料(主応力)を予習
5.偏差応力および応力の不変量
・偏差応力
・応力の不変量
・偏差応力の不変量
配布資料(偏差応力および応力の不変量)を予習
6.降伏条件(ミーゼスの降伏条件)
・等方性材料の降伏条件
・ミーゼスの降伏条件
・軸方向応力とせん断応力が同時に作用するときの降伏条件
配布資料(降伏条件)を予習
7.相当応力,降伏曲線
・相当応力
・降伏曲線
配布資料(相当応力)を予習
8.弾性体の構成方程式
・平面応力問題
・平面ひずみ問題
配布資料(弾性体の構成方程式)を予習
9.弾塑性構成式の基礎1
・弾塑性体における応力とひずみの関係
・ひずみ増分理論
・プラントルーロイスの構成式
・相当塑性ひずみ増分と相当塑性ひずみ
配布資料(弾塑性構成式の基礎1)中の被覆溶接棒の範囲を予習
10.弾塑性構成式の基礎 2
・相当応力と相当塑性ひずみによる塑性挙動表現
・未定乗数の求め方
・相当応力増分
・平面ひずみ状態の構成式と降伏条件
・平面応力状態の構成式と降伏条件
配布資料(弾塑性構成式の基礎 2)を予習
11.有限要素法を用いた構造解析の基礎1
・構造解析の基本式
・要素剛性マトリクス
・全体剛性マトリックス
・具体的な計算の例
配布資料(有限要素法を用いた構造解析)を予習
12.有限要素法を用いた構造解析(トラスの弾性解析)
・モデル設定
・要素剛性マトリクスの導出
・具体的な計算の例
配布資料(トラスの弾性解析)の予習
13.接触解析の基礎
・接触問題とは
・制約条件付き問題の解法
 ・グランジュ未定乗数法
 ・ペナルティー法
・有限要素法での接触条件
・ロッドの要素の接触問題
配布資料(接触解析の基礎)を予習
14.FEMソフトウェアを用いた構造解析演習
・トラスの解析
・接触解析
有限要素法を用いた構造解析を復習しておくこと.
15.レポート提出による金属加工理論に関する理解度の評価 配布された資料全範囲を復習のこと.

評価方法と基準

講義内容に関するレポートを課し、その内容を評価する(60%).
講義内容に関する発表を課し、そのまとめ方および発表方法を評価する(40%).

教科書・参考書

配付資料を用意する.指定のホームページからダウンロードのこと.

履修登録前の準備

材料物理1および2を復習のこと

オフィスアワー、質問・相談の方法

アポイントあがればいつでも可

環境との関連

環境関連科目 (環境教育割合 5%)

地域志向

地域志向ではない科目

社会的・職業的自立力の育成

対自己基礎力を育成する科目

アクティブ・ラーニング科目

能動的な学修への参加を取り入れた授業が1コマ分以上

最終更新 : Thu Jun 09 08:21:02 JST 2016