理工学研究科Graduate School of Science and Engineering
MTL500X1（材料工学 / Material engineering 500）衝撃破壊工学特論Impact and Fracture Engineering
崎野 清憲Sakino KIYONORI
授業コードなどClass code etc
| 学部・研究科Faculty/Graduate school | 理工学研究科Graduate School of Science and Engineering |
| 添付ファイル名Attached documents | |
| 年度Year | 2022 |
| 授業コードClass code | YA004 |
| 旧授業コードPrevious Class code | |
| 旧科目名Previous Class title | |
| 開講時期Term | 春学期授業/Spring |
| 曜日・時限Day/Period | 水4/Wed.4 |
| 科目種別Class Type | |
| キャンパスCampus | 小金井 |
| 教室名称Classroom name | 各学部・研究科等の時間割等で確認 |
| 配当年次Grade | |
| 単位数Credit(s) | 2 |
| 備考（履修条件等）Notes | |
| 実務経験のある教員による授業科目Class taught by instructors with practical experience | |
| カテゴリーCategory | 機械工学専攻 |
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Outline (in English)
This course deals with the impact behavior of the structural components being subject to the dynamic loads in the wide rate range from a domestic shock to space debris.
It also gives a definite view on the impact fracture of structural components in terms of materials science consideration.
At first, it explains that several kinds of fractures, relationship between macro-deformation and micro-crystal plastic deformation, and the knowledge of a deformation and fracture mechanisms is accumulated. Subsequently, it presents that a measuring techniques of impact loads and the deformation behavior of the component being subject to a dynamic loading. At last, processing techniques with the aid of impact loads are introduced.By the end of the course, students should be able to know the followings:
－the fracture patterns of the structural components caused by an impact.
－the measuring techniques of an impact load.
－the deformation mechanism at high strain rates.
－the fracture mechanism of the components based on the microscopic view point.
－the problem of numerous debris in the space of universe.
－the processing techniques by the impact load.
Before/after each class meeting, students will be expected to spend four hours to understand the course content.
Grading will be decided based on short reports: 20% and term-end examination: 80%.
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の概要と目的（何を学ぶか）Outline and objectives
身近な衝撃問題から宇宙におけるスペースデブリの問題までを学ぶ。構造部材の衝撃破壊について材料強度学の知見に基づき、その現象と機構を理解する。
具体的には破壊の種類、マクロの変形とミクロの結晶塑性の関連、そして構造部材の変形と破壊のメカニズムを理解する。衝撃荷重の理解とその計測方法ならびに動的荷重が負荷した部材の変形挙動を学ぶ。また、衝撃荷重を用いた加工方法などを学ぶ。
到達目標Goal
衝撃荷重を理解できる。
衝撃による構造部材の破壊様式を知ることが出来る。
衝撃荷重の測定方法を学ぶことが出来る。
高速変形機構を理解することが出来る。
部材の破壊について微視的見地から評価できる。
材料の強化機構を理解できる。
破壊の種類とその原因を知ることが出来る。
宇宙開発におけるデブリ問題を知ることが出来る。
衝撃荷重を用いた加工方法を学ぶことが出来る。
この授業を履修することで学部等のディプロマポリシーに示されたどの能力を習得することができるか（該当授業科目と学位授与方針に明示された学習成果との関連）Which item of the diploma policy will be obtained by taking this class?
ディプロマポリシーのうち、「DP1」「DP3」に関連
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の進め方と方法Method(s)（学期の途中で変更になる場合には、別途提示します。 /If the Method(s) is changed, we will announce the details of any changes. ）
構造部材の衝撃破壊についての諸問題を取り上げ、その変形と発生機構について巨視的ならびに微視的見地から理解を進める。ミクロの結晶塑性については転位論的考察を導入し、マクロの破壊については破壊面による解析を試みる。このように、巨視的な現象については微視的見地からの解析をできる限り試みる。授業は関連資料（プリント）の配布、プロジェクターにを用いた教材の説明、さらには授業テーマごとに演習問題等を用意することで授業内容の定着と理解を深める。春学期の少なくとも前半はオンラインでの開講となる。それにともなう各回の授業計画の変更については、学習支援システムでその都度提示する。
アクティブラーニング（グループディスカッション、ディベート等）の実施Active learning in class (Group discussion, Debate.etc.)
なし / No
フィールドワーク（学外での実習等）の実施Fieldwork in class
なし / No
授業計画Schedule
授業形態/methods of teaching：対面/face to face
※各回の授業形態は予定です。教員の指示に従ってください。
1[対面/face to face]：概論
現在における衝撃問題の概要について述べる
2[対面/face to face]：材料の破壊の基礎（１）
破壊の種類と機構について述べる
3[対面/face to face]：材料の破壊の基礎（２）
時間依存型の破壊（高温破壊）について述べる
4[対面/face to face]：材料の破壊の基礎（３）
時間依存型破壊（繰り返し荷重）について述べる
5[対面/face to face]：高速変形機構（１）
高速変形機構の分類と変形挙動の概要について述べる
6[対面/face to face]：高速変形機構（２）
微視的変形機構に基づく構成式の具体形について述べる
7[対面/face to face]：弾性体中の応力波（１）
簡単な部材の応力波の伝播について述べる
8[対面/face to face]：弾性体中の応力波（２）
1次元波動伝播理論に基づく応力波の解析について述べる
9[対面/face to face]：衝撃負荷装置と計測法
ホプキンソン棒装置を中心とした測定法について詳述する
10[対面/face to face]：衝撃破壊（１）
応力波による棒や板の破壊について述べる
11[対面/face to face]：衝撃破壊（２）
スポール破壊，貫入・貫通現象について紹介する
12[対面/face to face]：超高速衝突現象（１）
衝撃波の発生と計測法について述べる
13[対面/face to face]：超高速衝突現象（２）
宇宙空間におけるスペースデブリ衝突の問題を紹介する
14[対面/face to face]：衝撃を応用した塑性変形
爆発成形・圧着，水撃法を用いた加工法について紹介する
最後に試験を行い、評価の参考とする。
授業時間外の学習（準備学習・復習・宿題等）Work to be done outside of class (preparation, etc.)
【本授業の準備・復習時間は、各４時間を標準とします。】授業中のノートはきちんととり、復習するように。予習時間もさることながら復習時間を十分とるように。
演習問題や宿題を出すことがあるので、きちんと理解するように。
テキスト（教科書）Textbooks
特になし。授業中の配付資料。
参考書References
特になし
成績評価の方法と基準Grading criteria
課題の提出(40%)ならびに総合演習(60%)の成績で評価する。
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
特に指摘はないので、従来通り学生の理解が得られる授業を心掛ける。
学生が準備すべき機器他Equipment student needs to prepare
関数電卓を携帯すること。演習問題の解法に使用する。
その他の重要事項Others
授業最終日に理解度確認のための簡単な試験を行う。