K5117010 弾塑性力学

広島大学シラバス

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年度 2024年度開講部局工学部

講義コード K5117010 科目区分専門教育科目

授業科目名弾塑性力学

授業科目名
（フリガナ）ダンソセイリキガク

英文授業科目名 Theory of Elasticity and Plasticity

担当教員名日野　隆太郎

担当教員名
(フリガナ) ヒノ　リュウタロウ

開講キャンパス東広島開設期 3年次生前期１ターム

曜日・時限・講義室 (1T) 火1-2,木5-6：工218

授業の方法講義授業の方法
【詳細情報】　

講義中心，板書多用

単位 2.0 週時間　使用言語 J : 日本語

学習の段階 3 : 中級レベル

学問分野（分野） 25 : 理工学

学問分野（分科） 09 : 機械工学

対象学生工学部第一類3年次学生および過年度生

授業のキーワード弾性と塑性(1hr)，応力とひずみ(3)，応力・ひずみ解析(6)，ひずみエネルギーとエネルギー原理(1)，降伏条件(2)，弾塑性構成式(3)

教職専門科目　教科専門科目　

プログラムの中での
この授業科目の位置づけ
（学部生対象科目のみ）第一類専門科目の中で専門細目分野「応用力学」に属し，基礎的な科目で学習した内容を用いて，専門的な技術に関する知識や理解を深める．
・この授業の前提となる科目：材料力学I，材料力学II
・この授業と合わせて履修することが望ましい科目：材料強度学，計算固体力学
到達度評価
の評価項目
（学部生対象科目のみ）機械システムプログラム
（能力・技能）
・機械システム工学の基礎の確実な習得と応用力の養成

材料加工プログラム
（能力・技能）
・機械システム工学および材料創生・加工の基礎の確実な習得と応用力の養成

エネルギー変換プログラム
（能力・技能）
・機械システム工学の基礎の確実な習得と応用力の養成

授業の目標・概要等機械構造物・要素に外力が作用したときに生じる変形（ひずみ）や応力を知ることは，強度や剛性を考えた設計を行ううえで最も基本的な事柄であり，材料の弾塑性変形を考慮した強度設計の考え方を身につけることは重要である．また塑性加工における変形や加工力の予測なども重要な項目である．本講義の受講により，弾塑性体の力学的挙動（応力とひずみの関係）とその数理モデル，弾塑性体に外力や強制変位が作用したときに物体内に生じる応力・ひずみを求めるための力学原理と解析手法の基礎が理解できる．
1) 機械の強度設計や塑性加工における弾塑性力学の重要な役割を理解し説明できる能力を修得する．(B)
2) 材料の弾塑性変形挙動とそれを記述する数理モデルについて理解し説明できる能力を修得する．(B)
3) 材料の多軸応力における降伏条件について理解し説明できる能力を修得する．(B)
4) 弾塑性体に外力や強制変位が作用したときに物体内に生じる応力・ひずみを求めるための力学原理と基礎式について理解し説明できる能力を修得する．(B)
5) 弾塑性応力・ひずみ解析手法を学び，それを工業上重要な問題に応用できる能力を修得する．(B)

授業計画第1回　ガイダンス，弾塑性変形のメカニズム，応力とひずみ，単軸引張り・圧縮，単純せん断における応力－ひずみ関係
第2回　単軸応力状態での応力－ひずみ関係を記述する数理モデル
第3回　単純な応力状態での弾塑性応力・ひずみ解析(1)：複合材料，トラス構造
第4回　単純な応力状態での弾塑性応力・ひずみ解析(2)：はりの曲げ
第5回　単純な応力状態での弾塑性応力・ひずみ解析(3)：丸棒のねじり，熱弾塑性問題
第6回　中間テストによる第5回目までの学習内容確認
第7回　応力テンソル，Cauchyの関係，応力の座標変換，応力の平衡方程式
第8回　ひずみテンソル，ひずみの座標変換，ひずみの適合条件
第9回　弾性構成式，境界条件，サン・ヴナンの原理
第10回　平面応力と平面ひずみ，Airyの応力関数
第11回　極座標系における弾性問題，内圧円筒，円孔を持つ板の応力集中
第12回　ひずみエネルギー，仮想仕事の原理，最小ポテンシャルエネルギー原理
第13回　多軸応力下の降伏条件と降伏曲面
第14回　弾塑性構成式
第15回　加工硬化の表現，変形履歴と加工硬化の関係

第16回　期末試験
レポート課題，中間試験，期末試験を実施予定

教科書・参考書等教科書：「弾塑性力学の基礎」吉田総仁著（共立出版）ISBN 4-320-08114-5
講義形式：講義中心, 板書およびパワーポイント, 教科書
使用する視聴覚教材の種類：パワーポイント

授業で使用する
メディア・機器等　

【詳細情報】 PC-projector

授業で取り入れる
学習手法　

予習・復習への
アドバイス第1-2回　教科書0.1.2節，1.1節，1.2節，1.3節，8.1節，8.2節の予習・復習・演習問題を行う．
第3回　教科書1.4節A・B，および9.1節，9.2節の予習・復習・演習問題を行う．
第4回　教科書1.4節C，および9.3節の予習・復習・演習問題を行う．
第5回　教科書1.4節D・F，および9.4節，9.5節の予習・復習・演習問題を行う．
第7回　教科書2.1節，3.1節Aの予習・復習・演習問題を行う．
第8回　教科書2.2節，3.1節Bの予習・復習・演習問題を行う．
第9回　教科書3.1節C，3.2節の予習・復習・演習問題を行う．
第10回　教科書3.4節，3.5節の予習・復習・演習問題を行う．
第11回　教科書1.4節E，および第4章の予習・復習・演習問題を行う．
第12回　教科書第5章の予習・復習・演習問題を行う．
第13回　教科書第10章の予習・復習・演習問題を行う．
第14回　教科書11.1節，11.2節の予習・復習・演習問題を行う．
第15回　教科書11.3節の予習・復習・演習問題を行う．

履修上の注意
受講条件等受講生は材料力学I・IIを履修していることが望ましい．

成績評価の基準等「授業の目標」の到達度は筆記試験（中間・期末試験）により評価する．成績評価は目標の到達度に日頃の学習態度を加えた総合評価により決定し，60%以上を合格とする．これらの配分は，授業で実施されるレポート等の評価を含む学習態度(20%)，中間試験(30%)，期末試験(50%)とする．

実務経験

実務経験の概要と
それに基づく授業内容

メッセージ「授業の目標」の各項目の末尾に示されている(A)--(E)は第一類の学習・教育目標を表している（詳細はhttps://www.hiroshima-u.ac.jp/prog/program/syusenkou/haipuro_kou/kikaisystem を参照）．

その他

すべての授業科目において，授業改善アンケートを実施していますので，回答に協力してください。
回答に対しては教員からコメントを入力しており，今後の改善につなげていきます。

年度	2024年度	開講部局	工学部
講義コード	K5117010	科目区分	専門教育科目
授業科目名	弾塑性力学
授業科目名（フリガナ）	ダンソセイリキガク
英文授業科目名	Theory of Elasticity and Plasticity
担当教員名	日野　隆太郎
担当教員名 (フリガナ)	ヒノ　リュウタロウ
開講キャンパス	東広島	開設期	3年次生前期１ターム
曜日・時限・講義室	(1T) 火1-2,木5-6：工218
授業の方法	講義	授業の方法【詳細情報】
講義中心，板書多用
単位	2.0	週時間		使用言語	J : 日本語
学習の段階	3 : 中級レベル
学問分野（分野）	25 : 理工学
学問分野（分科）	09 : 機械工学
対象学生	工学部第一類3年次学生および過年度生
授業のキーワード	弾性と塑性(1hr)，応力とひずみ(3)，応力・ひずみ解析(6)，ひずみエネルギーとエネルギー原理(1)，降伏条件(2)，弾塑性構成式(3)
教職専門科目		教科専門科目
プログラムの中でのこの授業科目の位置づけ（学部生対象科目のみ）	第一類専門科目の中で専門細目分野「応用力学」に属し，基礎的な科目で学習した内容を用いて，専門的な技術に関する知識や理解を深める．・この授業の前提となる科目：材料力学I，材料力学II ・この授業と合わせて履修することが望ましい科目：材料強度学，計算固体力学
到達度評価の評価項目（学部生対象科目のみ）	機械システムプログラム（能力・技能）・機械システム工学の基礎の確実な習得と応用力の養成材料加工プログラム（能力・技能）・機械システム工学および材料創生・加工の基礎の確実な習得と応用力の養成エネルギー変換プログラム（能力・技能）・機械システム工学の基礎の確実な習得と応用力の養成
授業の目標・概要等	機械構造物・要素に外力が作用したときに生じる変形（ひずみ）や応力を知ることは，強度や剛性を考えた設計を行ううえで最も基本的な事柄であり，材料の弾塑性変形を考慮した強度設計の考え方を身につけることは重要である．また塑性加工における変形や加工力の予測なども重要な項目である．本講義の受講により，弾塑性体の力学的挙動（応力とひずみの関係）とその数理モデル，弾塑性体に外力や強制変位が作用したときに物体内に生じる応力・ひずみを求めるための力学原理と解析手法の基礎が理解できる． 1) 機械の強度設計や塑性加工における弾塑性力学の重要な役割を理解し説明できる能力を修得する．(B) 2) 材料の弾塑性変形挙動とそれを記述する数理モデルについて理解し説明できる能力を修得する．(B) 3) 材料の多軸応力における降伏条件について理解し説明できる能力を修得する．(B) 4) 弾塑性体に外力や強制変位が作用したときに物体内に生じる応力・ひずみを求めるための力学原理と基礎式について理解し説明できる能力を修得する．(B) 5) 弾塑性応力・ひずみ解析手法を学び，それを工業上重要な問題に応用できる能力を修得する．(B)
授業計画	第1回　ガイダンス，弾塑性変形のメカニズム，応力とひずみ，単軸引張り・圧縮，単純せん断における応力－ひずみ関係第2回　単軸応力状態での応力－ひずみ関係を記述する数理モデル第3回　単純な応力状態での弾塑性応力・ひずみ解析(1)：複合材料，トラス構造第4回　単純な応力状態での弾塑性応力・ひずみ解析(2)：はりの曲げ第5回　単純な応力状態での弾塑性応力・ひずみ解析(3)：丸棒のねじり，熱弾塑性問題第6回　中間テストによる第5回目までの学習内容確認第7回　応力テンソル，Cauchyの関係，応力の座標変換，応力の平衡方程式第8回　ひずみテンソル，ひずみの座標変換，ひずみの適合条件第9回　弾性構成式，境界条件，サン・ヴナンの原理第10回　平面応力と平面ひずみ，Airyの応力関数第11回　極座標系における弾性問題，内圧円筒，円孔を持つ板の応力集中第12回　ひずみエネルギー，仮想仕事の原理，最小ポテンシャルエネルギー原理第13回　多軸応力下の降伏条件と降伏曲面第14回　弾塑性構成式第15回　加工硬化の表現，変形履歴と加工硬化の関係第16回　期末試験レポート課題，中間試験，期末試験を実施予定
教科書・参考書等	教科書：「弾塑性力学の基礎」吉田総仁著（共立出版）ISBN 4-320-08114-5 講義形式：講義中心, 板書およびパワーポイント, 教科書使用する視聴覚教材の種類：パワーポイント
授業で使用するメディア・機器等
【詳細情報】	PC-projector
授業で取り入れる学習手法
予習・復習へのアドバイス	第1-2回　教科書0.1.2節，1.1節，1.2節，1.3節，8.1節，8.2節の予習・復習・演習問題を行う．第3回　教科書1.4節A・B，および9.1節，9.2節の予習・復習・演習問題を行う．第4回　教科書1.4節C，および9.3節の予習・復習・演習問題を行う．第5回　教科書1.4節D・F，および9.4節，9.5節の予習・復習・演習問題を行う．第7回　教科書2.1節，3.1節Aの予習・復習・演習問題を行う．第8回　教科書2.2節，3.1節Bの予習・復習・演習問題を行う．第9回　教科書3.1節C，3.2節の予習・復習・演習問題を行う．第10回　教科書3.4節，3.5節の予習・復習・演習問題を行う．第11回　教科書1.4節E，および第4章の予習・復習・演習問題を行う．第12回　教科書第5章の予習・復習・演習問題を行う．第13回　教科書第10章の予習・復習・演習問題を行う．第14回　教科書11.1節，11.2節の予習・復習・演習問題を行う．第15回　教科書11.3節の予習・復習・演習問題を行う．
履修上の注意受講条件等	受講生は材料力学I・IIを履修していることが望ましい．
成績評価の基準等	「授業の目標」の到達度は筆記試験（中間・期末試験）により評価する．成績評価は目標の到達度に日頃の学習態度を加えた総合評価により決定し，60%以上を合格とする．これらの配分は，授業で実施されるレポート等の評価を含む学習態度(20%)，中間試験(30%)，期末試験(50%)とする．
実務経験
実務経験の概要とそれに基づく授業内容
メッセージ	「授業の目標」の各項目の末尾に示されている(A)--(E)は第一類の学習・教育目標を表している（詳細はhttps://www.hiroshima-u.ac.jp/prog/program/syusenkou/haipuro_kou/kikaisystem を参照）．
その他
すべての授業科目において，授業改善アンケートを実施していますので，回答に協力してください。回答に対しては教員からコメントを入力しており，今後の改善につなげていきます。

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