到達目標
1．曲げによって生じる曲げ応力やせん断応力が計算できる．
2．各種はりについてたわみ角とたわみが計算できる．
3．多軸応力の意味を理解し，平面応力状態において主応力と主せん断応力の大きさと方向が計算できる．
4．各部材のひずみエネルギーが計算でき，不静定はりの問題に応用できる．
5．各式を用いて柱の臨界荷重が計算できる．
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 | はりの曲げ応力やせん断応力の計算を設計に応用できる． | はりの曲げにおいて曲げ応力やせん断応力が計算できる． | はりの曲げにおいて曲げ応力やせん断応力の計算方法を理解していない． |
| 評価項目2 | 不静定はりについてたわみ角とたわみが計算できる． | 単純なはりについてたわみ角とたわみが計算できる． | 各種はりについてたわみ角とたわみの計算方法を理解していない． |
| 評価項目3 | 主応力と主せん断応力の計算を設計に応用できる． | 平面応力状態において主応力と主せん断応力の大きさと方向が計算できる． | 多軸応力の意味や平面応力状態において主応力と主せん断応力の大きさと方向の計算方法を理解していない． |
| 評価項目4 | 各部材のひずみエネルギーが計算でき，それぞれの変位の算出に応用できる． | 各部材のひずみエネルギーが計算できる． | 各部材のひずみエネルギーの求め方を理解していない． |
| 評価項目5 | 柱の臨界荷重の計算を設計に応用できる． | 各式を用いて柱の臨界荷重が計算できる． | 柱の臨界荷重の計算方法を理解していない． |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
低学年で学んだ材料力学の基礎を発展させ，高度な専門知識を習得するために必要な基礎知識を養成し，力学計算の理解を深める．特に材料力学において重要な「はり」の力学状態や変形を正確に求められるようにする．これらの知識を機械の専門分野の中で提要できることを到達レベルとする．
授業の進め方・方法:
材料力学は機械工学全体の基礎工学であり，その中でも重点項目である「はり」の力学について学習します．材料力学では一般的に文字による理論式に数値を代入して計算を行います．
注意点:
式を覚えるだけでなくその理論を理解するようにしてください．3年生で履修した「材料力学Ⅰ」の内容を基本としていますので，その内容を復習しておいてく必要があります．また，各授業内容が継続的な内容となるため，各回の授業内容についてしっかり復習することが必要です．
※本講義で扱う内容はすべてコアである．機械系の卒業生として習得していて当然の知識として期待されることに留意してほしい．
JABEE教育到達目標評価：定期試験80％（B-2），課題20％（B-2）
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（0.5h）
せん断力と曲げモーメント（1.5h） |
・はりに作用するせん断力と曲げモーメントを計算できる
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| 2週 |
曲げに垂直応力（2h，コア） |
・各種断面の断面係数を計算できる
・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
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| 3週 |
曲げに垂直応力（2h，コア） |
・各種断面の断面係数を計算できる
・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
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| 4週 |
曲げによるせん断応力（2h） |
・曲げによって生じるせん断応力を計算できる
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| 5週 |
たわみ角とたわみ（2h，コア） |
各種はりのたわみ角とたわみを計算できる
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| 6週 |
たわみ角とたわみ（2h，コア） |
各種はりのたわみ角とたわみを計算できる
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| 7週 |
たわみ角とたわみ（2h，コア） |
各種はりのたわみ角とたわみを計算できる
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| 8週 |
前期中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
試験返却・解答解説等（1h）
面積モーメント法（1h）
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・試験問題を通じて間違った箇所を理解できる
・面積モーメント法により各種はりのたわみ角とたわみを計算できる
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| 10週 |
面積モーメント法（2h）
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・面積モーメント法により各種はりのたわみ角とたわみを計算できる
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| 11週 |
面積モーメント法（2h）
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・面積モーメント法により各種はりのたわみ角とたわみを計算できる
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| 12週 |
不静定はり（2h，コア） |
・不静定はりの重ね合せ法による解法を理解する
・不静定はりの重複積分法による解法を理解する
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| 13週 |
不静定はり（2h，コア） |
・不静定はりの重ね合せ法による解法を理解する
・不静定はりの重複積分法による解法を理解する
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| 14週 |
不静定はり（2h，コア） |
・不静定はりの重ね合せ法による解法を理解する
・不静定はりの重複積分法による解法を理解する
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| 15週 |
前期期末試験 |
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| 16週 |
試験返却・解答解説等（2h） |
・試験問題を通じて間違った箇所を理解できる
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
不静定張り（連続はり）（2h，コア）
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・連続はりとクラペイロンの３モーメントの定理を理解し，連続はりのSFD，BMDが描ける
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| 2週 |
不静定張り（連続はり）（2h，コア）
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・連続はりとクラペイロンの３モーメントの定理を理解し，連続はりのSFD，BMDが描ける
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| 3週 |
不静定張り（連続はり）（2h，コア）
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・連続はりとクラペイロンの３モーメントの定理を理解し，連続はりのSFD，BMDが描ける
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| 4週 |
組合せ応力（2h，コア） |
・多軸応力の意味を説明できる
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| 5週 |
組合せ応力
主応力と主せん断応力（2h，コア）
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・二軸応力について，主応力と主せん断応力を計算できる
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| 6週 |
組合せ応力
主応力と主せん断応力（2h，コア）
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・二軸応力について，主応力と主せん断応力を計算できる
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| 7週 |
平面応力とモールの応力円（2h） |
・モール応力円を描き，主応力，主せん断応力の大きさおよび方向との関係を説明できる
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| 8週 |
後期中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
試験返却・解答解説等（1h）
ひずみエネルギー（1h，コア）
・引張や圧縮
・曲げやねじり
・カスチリアノの定理 |
・試験問題を通じて間違った箇所を理解できる
・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
・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
・カスチリアノの定理を理解し，それぞれ変位の算出に応用できる
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| 10週 |
ひずみエネルギー（2h，コア）
・引張や圧縮
・曲げやねじり
・カスチリアノの定理 |
・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
・カスチリアノの定理を理解し，それぞれ変位の算出に応用できる
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| 11週 |
ひずみエネルギー（2h，コア）
・引張や圧縮
・曲げやねじり
・カスチリアノの定理 |
・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
・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
・カスチリアノの定理を理解し，それぞれ変位の算出に応用できる
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| 12週 |
ひずみエネルギー（2h，コア）
・引張や圧縮
・曲げやねじり
・カスチリアノの定理 |
・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
・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
・カスチリアノの定理を理解し，それぞれ変位の算出に応用できる
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| 13週 |
柱の座屈（4h） |
・柱の座屈を理解し，座屈荷重や応力を計算できる
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| 14週 |
柱の座屈（4h） |
・柱の座屈を理解し，座屈荷重や応力を計算できる
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| 15週 |
学年末試験 |
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| 16週 |
試験返却・解答解説等（2h） |
・試験問題を通じて間違った箇所を理解できる
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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 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 力学 | 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 | 前2,前3,前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 | 前1,前2,前3 |
| 各種のはりについて、たわみ角とたわみを計算できる。 | 4 | 前5,前6,前7,前12,前13,前14,後1,後2,後3 |
| 多軸応力の意味を説明できる。 | 4 | 後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 | 後5,後6,後7 |
| 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 | 後10,後11,後12 |
| 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。 | 3 | 後10,後11,後12 |
| 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。 | 3 | 後10,後11,後12 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | 課題 | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |