山口大学教務システム - 1062130680-生体材料力学

開講年度	開講学部等
2025	工学部
開講学期	曜日時限	授業形態	AL（アクティブ・ラーニング）ポイント
後期	木3～4	講義
時間割番号	科目名[英文名]			使用言語	単位数
1062130680	生体材料力学[Mechanics of Biomaterials]			日本語	2
担当教員（責任）[ローマ字表記]					メディア授業
大木順司[OHGI Junji]					ー
担当教員[ローマ字表記]
大木順司　[OHGI Junji]
特定科目区分		対象学生		対象年次	3～
ディプロマ・ポリシーに関わる項目			カリキュラムマップ(授業科目とDPとの対応関係はこちらから閲覧できます)

授業の目的と概要

生体の構成要素である骨や組織・細胞などを形作る生体由来材料、あるいは生体への挿入、埋め込みに用いられる人工の生体材料は、一般的な機械構造体の材料である金属とは大きく異なる特性を持っている。この授業では、粘性、弾性、塑性を複雑に兼ね備えたこれらの生体材料を材料力学的に取り扱うために、それらの基本特性と理論的取り扱い方法について講述し、生体の材料特性を模倣した、あるいは生体の材料特性に追従可能とした医療・福祉機器の機械要素・構造体を設計するための基礎力と応用力を身につけさせる。

授業の到達目標


弾性・塑性・粘弾性・超弾性の概念および基礎的な力学を理解する。生体材料の種類・用途およびそれらの変形・強度に関する知識を習得する。

授業計画

【全体】

前半で弾性・粘弾性・塑性・超弾性力学の基礎について、後半で、それらの力学の生体材料への応用について解説を行う。

	項目	内容	授業時間外学習	備考

第1回	生体材料：セラミックス	生体用セラミックスの紹介．変形・破壊挙動について解説する．	復習と練習問題を解く（約4時間）

第2回

生体材料：セラミックス

生体用セラミックスの弾性力学の応用について解説する．

復習と練習問題を解く（約4時間）

第3回

生体材料：金属

金属への塑性力学の応用について解説する．

復習と練習問題を解く（約4時間）

第4回

生体材料：金属

金属への塑性力学の応用について解説する．

復習と練習問題を解く（約4時間）

第5回

生体材料：プラスチック

生体用プラスチックの紹介．粘弾性について解説する．

復習と練習問題を解く（約4時間）

第6回

生体材料：生体組織

生体組織への粘弾性力学・超弾性の応用について解説する．

復習と練習問題を解く（約4時間）

第7回

中間試験

復習（約4時間）

第8回

弾性力学の基礎Ⅰ

応力・ひずみの定義，座標変換

復習と練習問題を解く（約4時間）

第9回

弾性力学の基礎Ⅱ

応力とひずみの関係

復習と練習問題を解く（約4時間）

第10回

弾性力学を用いた弾性問題の解法

応力関数，ひずみの適合条件
応力関数を用いた弾性問題の解法

復習と練習問題を解く（約4時間）

第11回

弾塑性力学

弾塑性力学の基礎

復習と練習問題を解く（約4時間）

第12回

有限要素法Ⅰ

有限要素法の基礎

復習と練習問題を解く（約4時間）

第13回

有限要素法Ⅱ

有限要素法を用いた解法

復習と練習問題を解く（約4時間）

第14回

有限要素法Ⅲ

有限要素法ソフトを用いた演習
人工股関節の設計

復習と練習問題を解く（約4時間）

第15回

期末試験

復習（約4時間）

※AL（アクティブ・ラーニング）欄に関する注
・授業全体で、AL（アクティブ・ラーニング）が占める時間の割合を、それぞれの項目ごとに示しています。
・A〜Dのアルファベットは、以下の学修形態を指しています。
【A：グループワーク】、【B：ディスカッション・ディベート】、【C：フィールドワーク（実験・実習、演習を含む）】、【D：プレゼンテーション】

A: --%　B: --%　C: --%　D: --%

成績評価法

中間試験45％，期末試験45％，レポート10％

教科書にかかわる情報

備考

教科書は使用せず、プリントを配布する。

参考書にかかわる情報

備考

メッセージ

キーワード

実務家教員

持続可能な開発目標（SDGs）

(経済成長と雇用)包摂的かつ持続可能な経済成長及びすべての人々の完全かつ生産的な雇用と働きがいのある人間らしい雇用（ディーセント・ワーク）を促進する。

(インフラ、産業化、イノベーション)強靱（レジリエント）なインフラ構築、包摂的かつ持続可能な産業化の促進及びイノベーションの推進を図る。

メディア授業