材料力学特論

科目基礎情報

学校	鶴岡工業高等専門学校	開講年度	令和04年度 (2022年度)
授業科目	材料力学特論
科目番号	0071	科目区分	専門 / 選択
授業形態	講義	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	生産システム工学専攻	対象学年	専1
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材	自作の資料，Professional Engineer Library　材料力学　本江哲行他　実教出版
担当教員	和田 真人

到達目標

本科で習った組み合わせ応力を，主応力，主せん断応力を設計で利用する方法を理解し，それらを強度評価に適用できる．弾性力学の基礎を学び，有限要素法を用いた構造解析を理解し，設計問題に適用できるようになる．簡単なトラス構造物を製作することで強度設計を体験し，実際の「ものつくり」への応用力を身につける．

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	2次元有限要素解析を用いた構造解析を実現でき，強度評価に適用できる．	有限要素解析を説明できる．	有限要素解析を理解できない．
評価項目2	トラス要素を用いた構造解析を実現でき，強度評価に適用できる．	トラス要素を用いた構造解析を説明できる．	トラス要素を用いた構造解析を理解できない．
評価項目3	トラス構造物を製作できる．	トラス構造物の製作手順を説明できる．	トラス構造物の製作手順を理解できない．

学科の到達目標項目との関係

③専門分野に加えて基礎工学をしっかり身につけた生産技術に関る幅広い対応力

教育方法等

概要:

弾性力学の基礎を学び，2次元有限要素法，トラス要素を用いた構造解析を理解し，設計問題に適用できるようになる．また，簡単なトラス構造物を製作することで強度評価を体験する．

授業の進め方・方法:

テーマ１「３本の矢」レポート（30%）テーマ２「有限要素解析による強度解析」レポート（30%），テーマ３「トラス構造物の設計，製作，破壊実験」レポート（40%）により評価し，６０点以上を合格とする．

注意点:

事前・事後学習、オフィスアワー

オフィスアワー：　月曜日　15：30～17：00

授業の属性・履修上の区分

ICT 利用

実務経験のある教員による授業

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	ガイダンス，材料力学の復習．	ガイダンス
		2週	テーマ１「３本の矢」破壊実験	連続体力学の概要を学び，物理現象を「偏微分方程式」で記述できることを理解できる．
		3週	テーマ１「３本の矢」材料力学による理論計算	弾性力学におけるひずみの定義，平衡方程式を理解できる．フックの法則との関係も理解できる．
		4週	テーマ１「３本の矢」有限要素法による数値解析	一次元バネ問題をマトリクス法を用いて解ける．
		5週	テーマ１「３本の矢」レポート	1次元2節点棒要素の有限要素法の定式化を学び，有限要素法の計算手順を理解する．
		6週	テーマ２「有限要素解析による強度解析」課題提示，モデル作成，強度計算	2次元の4節点アイソパラメトリック要素を学び，応力解析に適用できる．
		7週	テーマ２「有限要素解析による強度解析」有限要素法の概説	3次元トラス要素を学び，応力解析に適用できる．
		8週	テーマ２「有限要素解析による強度解析」レポート	有限要素法のデータ構造を理解し，例題の入力データを構築できる．
	2ndQ
		9週	テーマ３「トラス構造物の設計，製作，破壊実験」課題提示
		10週	テーマ３「トラス構造物の設計，製作，破壊実験」設計，強度計算	現実の問題をトラス構造物としてモデル化できる．
		11週	テーマ３「トラス構造物の設計，製作，破壊実験」設計，強度計算	トラス要素を用いた有限要素解析が実行できる．
		12週	テーマ３「トラス構造物の設計，製作，破壊実験」設計，強度計算	有限要素解析を用いて設計解を試行錯誤できる．
		13週	テーマ３「トラス構造物の設計，製作，破壊実験」破壊実験	アルミ棒を用いてトラス構造を構築できる．
		14週	テーマ３「トラス構造物の設計，製作，破壊実験」破壊実験	トラス構造物の強度実験を実施し，実際の強度評価が実施できる．
		15週	テーマ３「トラス構造物の設計，製作，破壊実験」破壊実験	報告書を作成し，構造物の設計，実験，考察ができるようになる．
		16週	テーマ３「トラス構造物の設計，製作，破壊実験」 レポート	レポートを完成する．

評価割合

	中間試験	レポート	態度	合計
総合評価割合	35	35	30	100
基礎的能力	10	10	30	50
専門的能力	25	25	0	50
分野横断的能力	0	0	0	0