| 科目名[英文名] | |||||
| 塑性力学 [Theory of Plasticity and Metal Forming] | |||||
| 区分 | 工学部専門科目 | 選択必修 | 単位数 | 2 | |
| 対象学科等 | 対象年次 | 3～4 | 開講時期 | 1学期 | |
| 授業形態 | 1学期 | 時間割番号 | 023564 | ||
| 責任教員 [ローマ字表記] | |||||
| 桑原 利彦 [KUWABARA Toshihiko] | |||||
| 所属 | 工学部 | 研究室 | メールアドレス | ||
| 概要 |
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クラスコード：o5n5k5k 一般の工業材料は外力を加えると変形するが、外力の値がある限界値を超えると、外力を取り除いても元の形状に戻らない。このように材料が永久変形する性質を塑性と呼ぶ。本講義では、塑性変形する等方性金属材料の３次元変形解析に必要となる基礎理論とその応用例について講義する。まず、材料の塑性変形特性を定量評価する最も簡便な試験方法である単軸引張試験を対象として、弾性と塑性、真応力と対数ひずみ、対数塑性ひずみの合理性、真応力―対数塑性ひずみ曲線の関数近似等について学習する。次に、等方性金属材料が塑性変形するための条件式（降伏条件式と呼ばれ、塑性力学の根幹をなす概念である）として最もよく使われる、トレスカの降伏条件式とミーゼスの降伏条件式について学習する。さらに降伏条件式の実用加工への応用例として、円筒容器の深絞り加工の解析手法を学ぶ。次に、等方性金属材料の最も基本的な構成式（応力－ひずみ関係式）である、Levy-von Mises の式およびPrandtle-Reuss の式について学ぶ。最後に、多軸応力下での加工硬化特性を普遍化する上で重要な概念である、相当塑性ひずみ、相当応力、塑性仕事、等方硬化理論、および塑性仕事等価説について理解を深める。 |
| 到達基準 |
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金属塑性の基本概念を理解し、降伏条件式等の基礎方程式を導出し説明できる。 本科目のディプロマ・ポリシーの観点： 履修案内のカリキュラムマップを参照してください。 |
| 授業内容 |
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第1回 導入講義：塑性力学と最先端のものづくり技術とのかかわり 第2回 単軸引張試験と材料特性の測定方法（その１）：弾性と塑性，一様伸び，拡散くびれと局所くびれ，真応力と対数ひずみ，対数ひずみの合理性，体積一定条件式 第3回 単軸引張試験と材料特性の測定方法（その２）：対数塑性ひずみの求め方，真応力―対数塑性ひずみ曲線の関数近似，加工硬化指数，応力－ひずみ曲線のモデル化，異方性，r値，ひずみ速度依存性 第4回 １次元の曲げ解析（１）：曲げにおけるひずみと応力の計算方法，曲げモーメント， 曲げモーメント－曲率線図， 第5回 １次元の曲げ解析（２）：スプリングバック解析，スプリングバックに影響を及ぼす因子，ステンレス鋼板のスプリングバックにおけるSD効果の影響 第6回 等方性材料の降伏条件式（１）：３次元応力状態の復習，モールの応力円，最大せん断応力，最大主応力，最小応力 第7回 等方性材料の降伏条件式（２）：降伏条件式と降伏曲面，法線則，トレスカの降伏条件式， 第8回 等方性材料の降伏条件式（３）：ミーゼスの降伏条件式，平面応力状態におけるトレスカおよびミーゼスの降伏曲線，ミーゼスの降伏条件式の物理的解釈 第9回 降伏条件式の実験検証の方法：Taylor と Quinney による降伏条件式の検証実験 第10回 円筒容器の深絞り加工の解析（１）：つり合い式および境界条件式の導出 第11回 円筒容器の深絞り加工の解析（２）：フランジ部の応力解析 第12回 ３次元の主応力空間における降伏条件式の図形表示：偏差応力，静水応力，降伏応力の静水応力無依存性 第13回 等方性材料の弾塑性構成式（１）：Levy-von Mises の式、Prandtle-Reuss の式 第14回 等方性材料の弾塑性構成式（２）：相当塑性ひずみと相当応力 第15回 等方性材料の弾塑性構成式（３）：塑性仕事，等方硬化理論，塑性仕事等価説とその実験検証 |
| 履修条件・関連項目 |
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履修条件：授業時間30時間に加え、配布した講義資料や参考書を参照し、本学の標準時間数に準ずる予習と復習を行うこと。 関連科目：材料力学，弾性力学，有限要素法 |
| テキスト・教科書 |
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１．自作のプリント ２．日本塑性加工学会編：例題で学ぶはじめての塑性力学，(2009)，森北出版 |
| 参考書 |
| 特に指定はしません． |
| 成績評価の方法 |
| 試験100％ |
| 教員から一言 |
| 自作の講義資料を使って，演習問題を解きながら，基礎から応用までわかりやすく講義します．力学の講義は．大河ドラマと同じで，１回聞き逃すとストーリー（理論の展開）が不明になり，それ以降の講義の理解に支障をきたします．よって毎回欠かさず出席のこと． |
| キーワード |
| 弾性と塑性，真応力と対数ひずみ，等方性，降伏条件式，構成式 |
| オフィスアワー |
| オフィスアワーは月曜日の9：00〜11：00。その他教員が在室していれば、質問等随時対応する。 |
| 備考１ |
| 備考２ |
| 参照ホームページ |
| http://www.tuat.ac.jp/~kuwabara/ |
| 開講言語 |
| 日本語 |
| 語学学習科目 |
| 更新日付 |
| 2022/03/24 13:36:45 |