これまでに導かれた材料力学の式を統合し、一般性を引き出す。材料力学が設計にどのように応用されているかを学ぶ。原則、教科書主体の講義とするが、試験前には例題や演習問題の解説をするので、これをよく理解し、説明できる。
教育プログラムの学習・教育到達目標 3-3
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本科（準学士課程）の学習・教育到達目標 3-c
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JABEE 2.1(1)④
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教育プログラムの科目分類 (3)④
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JABEE（2012）基準 2.1(1)④
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概要:
数学お及び物理の知識を必要とする。本科目を修得できると、機械設計に応用でき、5年で学ぶ機械力学を理解する基礎とできる。
授業の進め方・方法:
教科書を中心として、その内容を適宜、説明し、各項目終了後に、章末問題の解法説明を行う。また、試験前には、補助教材を用いて、演習問題の解法説明も行う。
注意点:
講義の内容をよく理解するために、毎回、予習や演習問題等の課題を含む復習として、60分以上の自学自習が必要である。理解状況を把握するために、講義内容をよく理解すること。疑問点があれば、その都度、質問すること。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
1. ひずみエネルギー |
(1)引張り、曲げ、せん断、ねじりによるひずみエネルギーを理解し、応用できる。
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| 2週 |
1. ひずみエネルギー（続き１） |
(1)引張り、曲げ、せん断、ねじりによるひずみエネルギーを理解し、応用できる。
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| 3週 |
1. ひずみエネルギー（続き2） |
(1)引張り、曲げ、せん断、ねじりによるひずみエネルギーを理解し、応用できる。
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| 4週 |
1. ひずみエネルギー（続き3） |
(1)引張り、曲げ、せん断、ねじりによるひずみエネルギーを理解し、応用できる。
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| 5週 |
1. ひずみエネルギー（続き4） |
(2)相反定理を理解し、応用できる。
(3)カスティリアノの定理を理解し、応用できる。
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| 6週 |
1. ひずみエネルギー（続き5） |
(2)相反定理を理解し、応用できる。
(3)カスティリアノの定理を理解し、応用できる。
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| 7週 |
1. ひずみエネルギー（続き6） |
(2)相反定理を理解し、応用できる。
(3)カスティリアノの定理を理解し、応用できる。
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| 8週 |
2. 組合せ応力 |
(1)平面応力を理解し、応用できる。
(2)モールの応力円を理解し、応用できる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
2. 組合せ応力（続き１） |
(1)平面応力を理解し、応用できる。
(2)モールの応力円を理解し、応用できる。
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| 10週 |
2. 組合せ応力（続き2） |
(1)平面応力を理解し、応用できる。
(2)モールの応力円を理解し、応用できる。
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| 11週 |
2. 組合せ応力（続き3） |
(3)平面ひずみを理解し、応用できる。
(4)モールのひずみ円を理解し、応用できる。
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| 12週 |
2. 組合せ応力（続き4） |
(3)平面ひずみを理解し、応用できる。
(4)モールのひずみ円を理解し、応用できる。
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| 13週 |
2. 組合せ応力（続き5） |
(5)応力とひずみの関係を理解し、応用できる。
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| 14週 |
2. 組合せ応力（続き6） |
(5)応力とひずみの関係を理解し、応用できる。
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| 15週 |
試験答案の返却・解説 |
試験において間違えた部分を自分の課題として把握する。（非評価項目）
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| 16週 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
3 . 円筒、球、回転円板 |
(1)薄肉圧力容器、薄肉円筒を理解し、応用できる。
(2)薄肉球を理解し、応用できる。
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| 2週 |
3 . 円筒、球、回転円板（続き１） |
(1)薄肉圧力容器、薄肉円筒を理解し、応用できる。
(2)薄肉球を理解し、応用できる。
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| 3週 |
3 . 円筒、球、回転円板（続き2） |
(3)厚肉円筒を理解し、応用できる。
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| 4週 |
3 . 円筒、球、回転円板（続き3） |
(3)厚肉円筒を理解し、応用できる。
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| 5週 |
3 . 円筒、球、回転円板（続き4） |
(4)組合せ円筒、焼きばめを理解し、応用できる。
(5)厚肉球、回転円板を理解し、応用できる。
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| 6週 |
3 . 円筒、球、回転円板（続き5） |
(4)組合せ円筒、焼きばめを理解し、応用できる。
(5)厚肉球、回転円板を理解し、応用できる。
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| 7週 |
3 . 円筒、球、回転円板（続き6） |
(4)組合せ円筒、焼きばめを理解し、応用できる。
(5)厚肉球、回転円板を理解し、応用できる。
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| 8週 |
4. 柱の圧縮 |
(1) 短柱の圧縮を理解し、応用できる。
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| 4thQ |
| 9週 |
4. 柱の圧縮（続き１） |
(2)長柱の圧縮を理解し、応用できる。
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| 10週 |
4. 柱の圧縮（続き2） |
(2)長柱の圧縮を理解し、応用できる。
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| 11週 |
4. 柱の圧縮（続き3） |
(3)オイラーの理論を理解し、応用できる。
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| 12週 |
4. 柱の圧縮（続き4） |
(3)オイラーの理論を理解し、応用できる。
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| 13週 |
4. 柱の圧縮（続き5） |
(4)降伏点を超えた場合の座屈応力を理解し、応用できる。
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| 14週 |
4. 柱の圧縮（続き6） |
(4)降伏点を超えた場合の座屈応力を理解し、応用できる。
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| 15週 |
試験答案の返却・解説 |
試験において間違えた部分を自分の課題として把握する。（非評価項目）
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| 16週 |
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| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 力学 | 力は、大きさ、向き、作用する点によって表されることを理解し、適用できる。 | 4 | |
| 一点に作用する力の合成と分解を図で表現でき、合力と分力を計算できる。 | 4 | |
| 一点に作用する力のつりあい条件を説明できる。 | 4 | |
| 力のモーメントの意味を理解し、計算できる。 | 4 | |
| 偶力の意味を理解し、偶力のモーメントを計算できる。 | 4 | |
| 着力点が異なる力のつりあい条件を説明できる。 | 4 | |
| 重心の意味を理解し、平板および立体の重心位置を計算できる。 | 4 | |
| 速度の意味を理解し、等速直線運動における時間と変位の関係を説明できる。 | 4 | |
| 加速度の意味を理解し、等加速度運動における時間と速度・変位の関係を説明できる。 | 4 | |
| 運動の第一法則(慣性の法則)を説明できる。 | 4 | |
| 運動の第二法則を説明でき、力、質量および加速度の関係を運動方程式で表すことができる。 | 4 | |
| 運動の第三法則(作用反作用の法則)を説明できる。 | 4 | |
| 周速度、角速度、回転速度の意味を理解し、計算できる。 | 4 | |
| 向心加速度、向心力、遠心力の意味を理解し、計算できる。 | 4 | |
| 仕事の意味を理解し、計算できる。 | 4 | |
| てこ、滑車、斜面などを用いる場合の仕事を説明できる。 | 4 | |
| エネルギーの意味と種類、エネルギー保存の法則を説明できる。 | 4 | |
| 位置エネルギーと運動エネルギーを計算できる。 | 4 | |
| 動力の意味を理解し、計算できる。 | 4 | |
| すべり摩擦の意味を理解し、摩擦力と摩擦係数の関係を説明できる。 | 4 | |
| 運動量および運動量保存の法則を説明できる。 | 4 | |
| 剛体の回転運動を運動方程式で表すことができる。 | 4 | |
| 平板および立体の慣性モーメントを計算できる。 | 4 | |
| 荷重が作用した時の材料の変形を説明できる。 | 4 | |
| 応力とひずみを説明できる。 | 4 | |
| フックの法則を理解し、弾性係数を説明できる。 | 4 | |
| 許容応力と安全率を説明できる。 | 4 | |
| 両端固定棒や組合せ棒などの不静定問題について、応力を計算できる。 | 4 | |
| 線膨張係数の意味を理解し、熱応力を計算できる。 | 4 | |
| 引張荷重や圧縮荷重が作用する棒の応力や変形を計算できる。 | 4 | |
| ねじりを受ける丸棒のせん断ひずみとせん断応力を計算できる。 | 4 | |
| 丸棒および中空丸棒について、断面二次極モーメントと極断面係数を計算できる。 | 4 | |
| 軸のねじり剛性の意味を理解し、軸のねじれ角を計算できる。 | 4 | |
| はりの定義や種類、はりに加わる荷重の種類を説明できる。 | 4 | |
| はりに作用する力のつりあい、せん断力および曲げモーメントを計算できる。 | 4 | |
| 各種の荷重が作用するはりのせん断力線図と曲げモーメント線図を作成できる。 | 4 | |
| 曲げモーメントによって生じる曲げ応力およびその分布を計算できる。 | 4 | |
| 各種断面の図心、断面二次モーメントおよび断面係数を理解し、曲げの問題に適用できる。 | 4 | |
| 各種のはりについて、たわみ角とたわみを計算できる。 | 4 | |
| 多軸応力の意味を説明できる。 | 4 | |
| 二軸応力について、任意の斜面上に作用する応力、主応力と主せん断応力をモールの応力円を用いて計算できる。 | 4 | |
| 部材が引張や圧縮を受ける場合のひずみエネルギーを計算できる。 | 4 | |
| 部材が曲げやねじりを受ける場合のひずみエネルギーを計算できる。 | 4 | |
| カスティリアノの定理を理解し、不静定はりの問題などに適用できる。 | 4 | |