到達目標
学習目的:材料力学の基本的な考え方を理解することで,デザイン基礎能力を修得する。また,部材の応力や変形を数式によって理解することにより必要十分な部材寸法を決定できる能力を修得する。
到達目標:
1.応力とひずみに関する基本的な事項を理解する。
2.引張と圧縮を受ける材料に生じる応力とひずみを計算できる。
3.曲げモーメントとせん断力について計算し,図示できる。
4.はりの曲げ応力とその分布について理解し,計算できる。
ルーブリック
| 優 | 良 | 可 | 不可 |
評価項目1 | 応力とひずみに関する基本的な事項を正確に理解し,使うことができる | 応力とひずみに関する基本的な事項を説明できる | 応力とひずみに関する基本的な事項の大部分をわかっている | 左記に達していない。 |
評価項目2 | 引張と圧縮を受ける材料に生じる応力とひずみをいろいろな場合について正確に計算できる | 引張と圧縮を受ける材料に生じる応力とひずみを計算できる | 引張と圧縮を受ける材料に生じる応力とひずみの大部分を計算できる | 左記に達していない。 |
評価項目3 | いろいろなはりについて曲げモーメントとせん断力を計算し,図示できる。 | 曲げモーメントとせん断力を計算し,図示できる。 | 基本的なはりの曲げモーメントとせん断力を計算できる。 | 左記に達していない。 |
評価項目4 | いろいろなはりの曲げ応力とその分布について理解し,計算できる | はりの曲げ応力とその分布について理解し,計算できる | はりの曲げ応力とその分布について計算できる | 左記に達していない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
一般・専門の別:専門 学習の分野:材料・設計と生産
必修・履修・履修選択・選択の別:必履修
基礎となる学問分野:工学/機械工学/材料力学
学科学習目標との関連:本科目は「③基盤となる専門性の深化」に相当する科目である。
技術者教育プログラムとの関連:本科目が主体とする学習・教育到達目標は「(A)技術に関する基礎知識の深化,A-2:「材料と構造」,「運動と振動」,「エネルギーと流れ」,「情報と計測・制御」,「設計と生産・管理」,「機械とシステム」に関する専門技術分野の知識を習得し,説明できること」であるが,付随的には「A-1」にも関与する。
授業の概要:外力を受ける部材の変形,部材内部に生じる応力およびそれらの相互関係を数式を使って理解させる。
授業の進め方・方法:
授業の方法:板書を中心に,基礎科目との関連に注意しながら授業を進める。また,理解が深まるよう学習の進度に合わせて演習指導を行い,適宜レポートを課す。
成績評価方法:4回の定期試験の結果を同等に評価する(70%)。小テスト,レポートなど(30%)。試験はノートの持込を許可しない。再試験を行うことがある。
注意点:
履修上の注意:本科目は必履修科目であり,学年の課程修了のために履修(欠席時間数が所定授業時間数の3分の1以下)が必須である。
履修のアドバイス:微分積分や力学に関する基本的な箇所を復習しておくこと。
基礎科目:基礎数学(1年),基礎数学演習(1),微分積分Ⅰ(2),基礎線形代数(2),物理Ⅰ(1),物理Ⅱ(2),
材料学(2),力学Ⅰ(3)
関連科目:材料力学Ⅱ(4年),機械設計法Ⅰ(3),Ⅱ(4),応用機械設計(5),卒業研究(5),材料強度学(専2)
受講上のアドバイス:必要に応じて復習しながら授業を進めるが,予習・復習と,講義に関連する演習問題を自ら解く積極性が大切である。授業時間を15分過ぎて入室した場合,欠課として扱う。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
ガイダンス,材料力学の全体像 |
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2週 |
応力とひずみの定義 |
重要な現象と定義の理解
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3週 |
種々の応力とひずみの計算 |
定義の簡単な例への適用
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4週 |
実際の部材における計算例 |
定義の実際の部材への適用
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5週 |
応力ひずみ線図,弾性係数 |
線図から読み取れるパラメーターを知る
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6週 |
許容応力と安全率 |
定義の確認
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7週 |
(前期中間試験) |
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8週 |
前期中間験の答案返却と試験解説 |
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2ndQ |
9週 |
種々の棒の変形量 |
不静定はりにおける問題点の理解
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10週 |
・不静定の問題(両端固定棒) |
左の解法の理解
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11週 |
・自重による応力と変形量 |
左の解法の理解
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12週 |
・トラスの応力と変位 |
左の解法の理解
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13週 |
・熱応力 |
左の解法の理解
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14週 |
・不静定の問題(モーメントのつり合いを考慮する問題) |
左の解法の理解
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15週 |
(前期末試験) |
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16週 |
前期末試験の答案返却と試験解説 |
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後期 |
3rdQ |
1週 |
ガイダンス(後期分) |
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2週 |
はりと曲げの基礎事項(支え方,荷重,求めるべき量の定義と意味) |
現象および定義の理解
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3週 |
せん断力と曲げモーメントの求め方と線図の作成の基本,片持ちはりと集中荷重の扱い方 |
左のはりの扱い方と解法の理解
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4週 |
分布荷重の扱い方 |
左のはりの扱い方と解法の理解
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5週 |
両端支持はりの扱い方,集中荷重との組み合わせ |
左のはりの扱い方と解法の理解
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6週 |
分布荷重の扱い方 |
左のはりの扱い方と解法の理解
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7週 |
重ね合わせによる解法 |
左のはりの扱い方と解法の理解
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8週 |
(後期中間試験) |
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4thQ |
9週 |
後期中間試験の答案返却と試験解説 |
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10週 |
図心と断面一次モーメント |
左の量の意味と求め方
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11週 |
断面二次モーメント |
左の量の意味と求め方
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12週 |
曲げ応力の式,断面係数 |
定義と仮定の確認
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13週 |
はりの曲げ応力の計算 |
簡単なはりに生じる曲げ応力の計算
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14週 |
はりの設計への適用 |
重要となる量の確認
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15週 |
(後期末試験) |
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16週 |
後期末試験の答案返却と試験解説 |
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
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 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 自己評価 | 課題 | 小テスト | 合計 |
総合評価割合 | 70 | 0 | 0 | 0 | 30 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 70 | 0 | 0 | 0 | 30 | 0 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |