材料力学Ⅰ

科目基礎情報

学校 奈良工業高等専門学校 開講年度 令和02年度 (2020年度)
授業科目 材料力学Ⅰ
科目番号 0051 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 機械工学科 対象学年 3
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 ビジュアルアプローチ 材料力学、森北出版
担当教員 谷口 幸典

目的・到達目標

1.材料に作用する応力とひずみの定義を理解し、金属材料に対する応力-ひずみ特性を説明できる。
2.引張りと圧縮に関係する応力およびひずみを計算することができる.静定と不静定を理解し,重ね合わせの原理を説明することができる.熱応力の計算ができる.
3.ねじりの基本的な考え方を理解する.軸のねじりに対する応力ならびにひずみを説明することができる.ねじりの不静定問題を理解している.
4.はりの支持方法と加わる荷重の種類を理解する.はりに生じるせん断力,曲げモーメントを求めることができる.

ルーブリック

理想的な到達レベルの目安標準的な到達レベルの目安未到達レベルの目安
評価項目1金属材料に対する応力-ひずみ線図から材料の力学的性質を説明できる.材料に作用する応力とひずみの定義を理解し,金属材料に対する応力-ひずみ特性を説明できる.材料に作用する応力とひずみの定義が理解できない.
評価項目2引張りと圧縮に関係する応力およびひずみを計算することができる.静定と不静定を理解し,重ね合わせの原理を用いて熱応力の計算ができる.引張りと圧縮に関係する応力およびひずみを計算することができる.引張りと圧縮に関係する応力およびひずみを計算することができない.
評価項目3軸のねじりに対する応力ならびにひずみを求められる.ねじりの不静定問題を解くことができる.ねじりの基本的な考え方を理解している.軸のねじりに対する応力ならびにひずみを説明できる.軸のねじりに対する応力ならびにひずみが説明できない.
評価項目4求めたせん断力図(SFD),曲げモーメント図(BMD)として示し,そのはりの特徴を説明できる.はりの支持方法と加わる荷重の種類を理解している.はりに生じるせん断力,曲げモーメントを求められる.はりに生じるせん断力,曲げモーメントを求められない.

学科の到達目標項目との関係

準学士課程(本科1〜5年)学習教育目標 (2) 説明 閉じる

教育方法等

概要:
機械設計では、材料力学で学んだ知識を実践する機会が多い。本講義では、固体材料の力と変形に関する基礎知識(弾性変形)を学び、材料の機械的強度として評価される引張り、圧縮、ねじり、曲げ荷重に関する力学的挙動(変形、ひずみ)を学習する。
授業の進め方と授業内容・方法:
教科書を中心に解説を行い、演習ならびにその応用問題より理解を深める。
注意点:
関連科目
物理(力学),材料学など,固体の力学が関連する科目
学習指針
教科書の例題および演習問題等は、授業中に解説する。問題の多様性を考慮に入れ、解答を得るまでのステップを明確にし、間違いやすい箇所は自身でチェックすることが重要である。
事前学習
あらかじめ授業計画に記載されている事項について教科書の該当する部分を読み、理解できるところ、理解できないところを明らかにしておく
事後展開学習
授業中に解説された演習問題や、適宜配布される演習課題を解いて提出する。

学修単位の履修上の注意

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 材料力学の位置づけ 機械工学における材料力学の位置づけが理解できる。
2週 力と圧力 圧力と応力の違いを説明できる。
3週 材料の変形 荷重の種類による変形の違いを説明することができる。
4週 荷重の種類 材料に作用する荷重を分類することができる。
5週 応力とひずみ 応力とひずみの定義及びフックの法則を説明できる。
6週 材料の力学的性質 応力とひずみの関係を図により表すことができる。
7週 前期中間試験 試験問題に対して,正しい解答を記述することができる。
8週 試験返却・解答 試験結果を確認し,解説により理解不十分な箇所を充足することができる。
2ndQ
9週 許容応力と安全率 許容応力と安全率の関係を説明することができる。
10週 引張りと圧縮 引張りと圧縮荷重に対する変形を計算することができる。
11週 断面が一様でない棒の伸び 段付き棒及び断面が一様でない棒の変形を計算することができる。
12週 静定と不静定 静定問題と不静定問題を区別することができる。
13週 重ね合わせの原理 重ね合わせの原理を理解することができる。
14週 熱応力問題 材料の熱膨張を考慮に入れて応力を計算することができる。
15週 前期末試験 試験問題に対して,正しい解答を記述することができる。
16週 試験返却・解答 試験結果を確認し,解説により理解不十分な箇所を充足することができる。
後期
3rdQ
1週 ねじりの基本的な考え方 ねじりの基本的な考えを説明することができる。
2週 軸の応力 ねじりにより軸に発生するせん断応力を計算することができる。
3週 軸のねじれ角 ねじりによるねじれ角を計算することができる。
4週 軸径が変化する軸 軸径が変化する軸の問題を解くことができる。
5週 中空軸のねじり 中空軸のねじり問題を解くことがができる。
6週 ねじりの不静定問題 ねじりの不静定問題を解くことができる。
7週 後期中間試験 試験問題に対して,正しい解答を記述することができる。
8週 試験返却・解答 試験結果を確認し,解説により理解不十分な箇所を充足することができる。
4thQ
9週 はり はりの支持方法などの基本的な考え方を説明できる。
10週 はりに加わる荷重 はりに対する集中荷重、分布荷重を説明できる。
11週 はりのつりあいと反力 はりの支点に生じる反力を求められる。
12週 せん断力と曲げモーメント 仮想断面の考え方を理解し、はり内部に生じるせん断力と曲げモーメントが求められる。
13週 両端支持はり 両端支持はりのせん断力図、曲げモーメント図が描ける。
14週 片持ちはり 片持ちはりのせん断力図、曲げモーメント図が描ける。
15週 学年末試験 試験問題に対して,正しい解答を記述することができる。
16週 試験返却・解答 試験結果を確認し,解説により理解不十分な箇所を充足することができる。

評価割合

定期試験演習課題合計
総合評価割合8020100
基礎的能力201030
専門的能力601070
分野横断的能力000