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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
第１章 応力とひずみ
１．１ 材料力学について
１．２ 材料にかかる荷重；荷重の伝達
１．３ 材料の変形
１．４ 引張応力・圧縮応力とひずみ
１．７ 荷重の種類 |
部材における変形の種類を説明できる。
単純引張における応力とひずみを計算できる。
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| 2週 |
第１章 応力とひずみ
１．５ せん断変形の場合の応力とひずみ
１．６ 断面の位置による応力の変化 |
せん断変形における応力とひずみを説明できる。
単純引張における任意断面の応力を計算できる。
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| 3週 |
第２章 応力とひずみの関係
２．１ フックの法則
２．５ ポアソン比 |
フックの法則を用いて，応力やひずみ，伸びを計算できる。
ポアソン比を用いて，荷重に対して垂直な方向の変形を計算できる。
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| 4週 |
第２章 応力とひずみの関係
２．２ 応力－ひずみ曲線
２．３ 応力－ひずみ曲線の形
２．４ 使用応力と安全係数 |
応力-ひずみ曲線における，加工硬化や降伏応力，引張強さを説明できる。
許容応力と安全率を説明でき，部品の設計に利用できる。
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| 5週 |
第２章 応力とひずみの関係
練習問題 |
断面が変化する部材に発生する応力を計算できる。
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| 6週 |
第３章 いろいろな要因による応力の発生
３．１ 熱応力 |
静定問題と，不静定問題の違いを説明できる。
温度変化によって材料に生じる応力とひずみを計算できる。
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| 7週 |
第３章 いろいろな要因による応力の発生
３．２ 自重による応力 |
自重により生じる応力とひずみを計算できる。
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| 8週 |
第１章，第２章，第３章
練習問題 |
棒材の引張に関する各種問題を解くことができる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
前期中間試験 |
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| 10週 |
第３章 いろいろな要因による応力の発生
３．３ 衝撃荷重によって生じる応力
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引張変形が生じている部材に蓄えられている，ひずみエネルギーを計算できる。
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| 11週 |
第３章 いろいろな要因による応力の発生
３．４ 応力集中
３．５ 内圧による応力の発生，圧力容器に生じる応力 |
応力集中を説明できる。
円孔，だ円孔を有する板材に生ずる最大垂直応力を計算できる。
圧力容器に生じる応力を計算できる。
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| 12週 |
第４章 ねじり
４．１ ねじりによる丸軸の変形 |
ねじりモーメント（トルク）を説明できる。
ねじりを受ける丸棒のせん断ひずみとせん断応力の関係を説明できる。
丸棒および中空丸棒について，断面二次極モーメントを計算できる。
丸棒および中空丸棒について，極断面係数を計算できる。
極断面係数を用いて，せん断応力を計算できる。
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| 13週 |
第４章 ねじり
４．１ ねじりによる丸軸の変形 |
ねじり剛性を説明できる
軸のねじれ角を計算できる。
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| 14週 |
第４章 ねじり
４．２ 動力を伝達する軸の場合 |
動力とトルクの関係を説明できる。
動力を伝える軸の強度設計ができる。
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| 15週 |
第３章，第４章
練習問題 |
各種変形により生じる応力や，丸棒のねじりに関する各種問題を解くことができる。
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| 16週 |
前期末試験 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
第５章 曲げ
５．１ はり
５．２ はりの種類と支持の方法 |
梁の定義を説明できる。
任意の梁の支点に対して支点反力を定義し，図示することができる。
任意の分布荷重を集中荷重に読み替えることができる。
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| 2週 |
第５章 曲げ
５．３ 反力の計算 |
力のつり合いと，モーメントのつり合いから，任意の梁の支点反力を計算できる。
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| 3週 |
第５章 曲げ
５．４ せん断力と曲げモーメント |
梁の一部分に関する自由体図（Free Body Diagram）を作図できる。
自由体図における分布荷重を，集中荷重に読み替えることができ，作図できる。
自由体図の断面に，断面力であるせん断力と曲げモーメントを定義し，図示できる。
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| 4週 |
第５章 曲げ
５．５ せん断力線図と曲げモーメント線図 |
梁から自由体図を作図し，力のつり合いからせん断力を計算できる。
各地点におけるせん断力を可視化した，せん断力線図（Shearing Force Diagram）を作図できる。
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| 5週 |
第５章 曲げ
５．５ せん断力線図と曲げモーメント線図 |
梁から自由体図を作図し，モーメントのつり合いから曲げモーメントを計算できる。
各地点における曲げモーメントを可視化した，曲げモーメント線図（Bending Moment Diagram）を作図できる。
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| 6週 |
第５章 曲げ
５．６～８，練習問題 |
梁の断面力に関する各種問題を解くことができる。
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| 7週 |
第５章 曲げ
５．６～８，練習問題 |
複雑な荷重を受ける梁について，せんだん力線図と曲げモーメント線図を作図できる。
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| 8週 |
後期中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
第６章 はりに生じる応力とたわみ
６．１ はりの変形
６．４ 図心と断面２次モーメントの計算 |
梁の断面に関する断面１次モーメントを計算できる。
断面の図心の位置を計算できる。
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| 10週 |
第６章 はりに生じる応力とたわみ
６．４ 図心と断面２次モーメントの計算 |
長方形などの図形を組み合わせた断面の断面１次モーメントおよび図心の位置を計算できる。
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| 11週 |
第６章 はりに生じる応力とたわみ
６．３ 曲げモーメントと応力
６．４ 図心と断面２次モーメントの計算 |
断面二次モーメントを定義式から計算できる。
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| 12週 |
第６章 はりに生じる応力とたわみ
６．５ 断面係数の意味 |
断面係数を用いて，はりに生じる曲げ応力とその分布を計算できる。
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| 13週 |
第６章 はりに生じる応力とたわみ
６．６ はりのいろいろな断面形状 |
並行軸の定理を用いて，単純な図形あるいはその組み合わせによる断面の断面係数を計算することができる。
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| 14週 |
第６章 はりに生じる応力とたわみ
６．６ はりのいろいろな断面形状 |
円形断面の断面２次モーメントを計算できる。
断面２次極モーメントおよび断面２次モーメントの違いと関係を説明できる。
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| 15週 |
第６章 はりに生じる応力とたわみ
練習問題 |
曲げ応力に関する各種問題を解くことができる。
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| 16週 |
後期末試験 |
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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 | 前1,前2,前6,前7,前11,前12,前13,前14,後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7 |
| 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 | 前2 |
| 一点に作用する力のつりあい条件を説明できる。 | 4 | 前1,前2,前6,前7,前11,前12,後2,後3,後4,後5 |
| 力のモーメントの意味を理解し、計算できる。 | 4 | 前12,前13,前14,後2,後3,後4,後5 |
| 偶力の意味を理解し、偶力のモーメントを計算できる。 | 4 | 前12,前13,前14 |
| 着力点が異なる力のつりあい条件を説明できる。 | 4 | 後2,後3,後4,後5 |
| 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 | 後9,後10 |
| 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 | 前10 |
| 動力の意味を理解し、計算できる。 | 4 | 前14 |
| 荷重が作用した時の材料の変形を説明できる。 | 4 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7,前10,前11,前12,前13,前14 |
| 応力とひずみを説明できる。 | 4 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7,前10,前11,前12,前13,前14,後12,後14,後15 |
| フックの法則を理解し、弾性係数を説明できる。 | 4 | 前3 |
| 許容応力と安全率を説明できる。 | 4 | 前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 | 前6 |
| 線膨張係数の意味を理解し、熱応力を計算できる。 | 4 | 前6 |
| 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 | 前3,前5,前6,前7 |
| 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 | 前12,前13,前14 |
| 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 | 前12,前13,前14 |
| 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 | 前13,前14 |
| 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 | 後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7 |
| 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 | 後2,後3,後4,後5,後6,後7 |
| 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 | 後6,後7 |
| 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 | 後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15 |
| 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 | 後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15 |
| 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 | 前10 |
| 材料 | 引張試験の方法を理解し、応力-ひずみ線図を説明できる。 | 2 | 前4 |