繊維強化複合材料の力学的挙動は、損傷・破壊を含めて、複雑で理解・推量不可能に見える。しかし、不均質性や界面の影響を考えてきちんと整理すれば、思った以上に力学的現象を把握・推測が可能になる。ところで、自然界の生物材料 (木材、竹、骨等) は複合材料に分類できるが、これらの材料に関しては経験を生かして (難しい数学を使うことなく) いろいろな分野に便利に・上手に応用している。製造現場では、「材料力学や構造力学といった難しい理論など使わない」という人もいる。また最近ではコンピュータによるシミュレーションで実現象を再現したり、AIを設計に生かすなどコンピュータサイエンス技術の発展も著しい。この方面からも材料力学や応用力学といった基礎学問は必要なくなるという声も聞く。しかし、実際の構造物や部材の開発・設計において、材料に関する知識とそれを理解し生かす理論が必須となり、その全体を正しく把握できる人材が組織のキーとなる。
本講義では、複合材料の損傷や破壊現象を紹介し、現象を理解するのに有効な材料力学や破壊力学の基礎を概説し、学問の目を通して破壊現象を推論することを試みる。複合材料に関する知識を応用する方法を学んで、これからの研究・開発に自信を持って取り組めるようになってもらうことが本講義の目標である。
- 繊維複合材料とは
- 複合材料は何故軽くて強いのか
- 複合材料の弱点
- 複合材料の力学的評価のための準備
- 複合材料の力学の基礎
- 複合材料の弾性特性
- 複合材料の強度と強度則
- 不均質性に起因する応力
- 複合材料の損傷と破壊の例
- 引張強度
- 圧縮強度
- 層間剥離
- ボルト結合部の破壊
- まとめ
複数名受講割引
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