理工学部Faculty of Science and Engineering
MEC400XB（機械工学 / Mechanical engineering 400）破壊力学Fracture Mechanics
毛利 雅志Masashi MOURI
授業コードなどClass code etc
| 学部・研究科Faculty/Graduate school | 理工学部Faculty of Science and Engineering |
| 添付ファイル名Attached documents | |
| 年度Year | 2022 |
| 授業コードClass code | H5088 |
| 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3/Wed.3 |
| 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) | |
| 備考（履修条件等）Notes | |
| 他学部公開科目Open Program | |
| 他学部公開（履修条件等）Open Program (Notes) | |
| グローバル・オープン科目Global Open Program | |
| 成績優秀者の他学部科目履修制度対象Interdepartmental class taking system for Academic Achievers | |
| 成績優秀者の他学部科目履修（履修条件等）Interdepartmental class taking system for Academic Achievers (Notes) | |
| 実務経験のある教員による授業科目Class taught by instructors with practical experience | |
| SDGsCPSDGs CP | |
| アーバンデザインCPUrban Design CP | |
| ダイバーシティCPDiversity CP | |
| 未来教室CPLearning for the Future CP | |
| カーボンニュートラルCPCarbon Neutral CP | |
| 千代田コンソ単位互換提供（他大学向け）Chiyoda Campus Consortium | |
| カテゴリー＜理工学部＞Category |
機械工学科機械工学専修 学科専門科目 |
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Outline (in English)
【Course outline】 Defect or crack may occur in the structure member and the mechanical part during a manufacturing process or under service. It is difficult to evaluate structural integrity of such situation using mechanical material, fracture mechanics are available to evaluate crack or defect. The objective of this lecture is understanding of elastic fracture mechanics, and exercise some example problems.
【Learning Objectives】 At the end of the course, students are expected to achieve the objectives of the class and to acquire knowledge for fracture mechanics.
【Learning activities outside of classroom】 Before/after each class meeting, students will be expected to spend 2 hours to understand the course content.
【Grading Criteria /Policy】 The total score of 60 or more out of 100 is considered acceptable.
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
構造物や機械部品は製造過程や使用中に欠陥やき裂が発生することがある。欠陥・き裂は，材料力学では評価することが難しいため，破壊力学が用いられる。本講義では線形破壊力学の基礎を理解するとともに実例を交えた演習問題により理解を深めることを目的とする。
到達目標Goal
機械部品の設計や製造する際に、製品に不具合が生じた場合に、そのまま使い続けられるか、修理が必要なのかを合理的に判断するための最低限の知識を得ることが出来ます。それほど頻繁に使う技術ではありませんが、使い方や計算方法を間違えると誤った判断を招き時には大きな事故につながることもあるので、本講義では正しく評価できる方法(適用限界や適切なパラメータ設定)について学んでいきます。
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」と「DP2」と「DP4」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. ）
オンラインもしくは対面での講義を中心とした授業としますが、授業の後半では演習問題を解いて、理解度を確認しながら解説を行いフィードバックします。授業中に終わらなかった演習問題についてはレポートとして提出してもらい、次回授業の冒頭に演習問題の解説を行いフィードバックします。
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]：ガイダンス
破壊力学の考え方とその利用、材料力学との違いについて説明します。
2[対面/face to face]：材料力学の復習
破壊力学の評価には材料力学も用いることから、復習を行います。
3[対面/face to face]：弾性力学の基礎
き裂先端の応力状態を表すには材料力学だけの知識のみでは不足するため、弾性力学の基礎について説明します。
4[対面/face to face]：有限要素法（その１）
部材の応力状態を知るための一般的な手法である有限要素法の基礎について説明します。バネとトラス要素を対象にします。
5[対面/face to face]：有限要素法（その２）
その２では2次元要素(3角要素、四角要素)を対象にします。
6[対面/face to face]：き裂先端近傍の応力と応力拡大係数
6回目の講義からき裂の先端の応力状態とき裂の評価指標である応力拡大係数について説明します。
7[対面/face to face]：様々な形状のき裂の応力拡大係数と重ね合わせの考え方
き裂の形状や外力の作用方法の組み合わせ下での評価方法について説明します。
8[対面/face to face]：線形破壊力学の適用できる範囲
応力拡大係数で評価できる適用限界について説明します。
9[対面/face to face]：エネルギー原理
き裂進展に伴う部材内部のひずみエネルギーと外力による仕事の関係について説明します。
10[対面/face to face]：応力拡大係数算定法
有限要素法を用いた応力拡大係数の算定方法について紹介します。
11[対面/face to face]：脆性破壊と破壊靭性
脆性破壊の特徴や影響因子、評価方法について説明します。
12[対面/face to face]：疲労破壊と応力腐食割れ
破壊力学を利用した疲労寿命や応力腐食割れに対する寿命の推定法について説明します。
13[対面/face to face]：試験
２～１２回までの内容に関する理解度試験を実施します。
14[対面/face to face]：試験の解説，フラクトグラフィ(破面解析)
課題の解答解説と代表的な破面の見方について説明します。
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・復習等の授業時間外学習は、4時間を標準とする】
テキストを事前(授業の3日程度前)に配布しますので事前に目を通してください。
テキスト（教科書）Textbooks
テキストは基本的にオンラインで配布します。
参考書References
岡村弘之 著 線形破壊力学入門 培風館
成績評価の方法と基準Grading criteria
・試験により理解度を確認します（１００％）。なお試験中は配布した資料の閲覧して結構です。また計算問題があるのでExcelが動くPCを使用すること。
・1/3以上欠席した場合はＤ評価とする。
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
授業中に理解できないことがあれば、都度質問いただくかメールで連絡ください。
学生が準備すべき機器他Equipment student needs to prepare
演習では計算の必要がありますのでExcelが入ったPCを準備のこと。また授業中は配布したテキストを閲覧できること(PCでの閲覧もしくはテキストを事前に印刷すること)
その他の重要事項Others
材料力学は履修されていることを前提として講義します。