1. 機械に働く力と仕事を説明できる.
2. 材料の強さを説明できる.
3. さまざまな機械要素や機械の基本設計(性能や強度)を説明できる.
概要:
この科目の目標は,第1,第2学年の「数学」「物理」と,第2学年の「工業力学」「機械設計製図Ⅰ」で学修した知識を基礎とし,機械要素の強度計算などについて能力を養成するとともに,学生間の協働や能動的な学習を通して,コミュニケーション能力を養成することである.また,この科目は力学系科目を総合して用いるため,並行開講されている「機械材料Ⅰ」「材料力学Ⅰ」「機械設計製図Ⅱ」の学修内容も必要となる.
本校教育目標 C:50 % D:50 %
授業の進め方・方法:
①小・中学校の「算数」「数学」「理科」,第1,第2学年の「数学」「物理」や第2学年の「工業力学」「機械設計製図Ⅰ」で学修した基礎的知識が必要です.
②演習レポートの出題が時折あります.
③演習レポート作成のためのレポート用紙(A4)や授業演習のための電卓,定規,分度器,コンパスなどを忘れずに必ず持参してください.
成績評価方法
①合否判定:授業演習,演習レポート,定期試験,それぞれの平均点を下式の割合とし,算出した評点が60点を超えていること.
成績評価式 授業演習(10%)+演習レポート(30%)+定期試験(60%)
②最終評価:合格 合否判定+受講態度(最大+10点) , 不合格 合否判定
③再試験:前期末再試験を複数回,学年末再試験は複数回実施する.なお,再試験の詳細は,実施前にも説明する.
前期末再試験の受験条件:補習の受講と未提出の授業演習,演習レポートの提出
学年末再試験の受験条件:補習の受講と未提出の授業演習,演習レポートの提出,
前期末再試験,学年末再試験は,60点以上で合格とする.
①出席確認は,入室時に「出欠確認シート」にてセルフチェックします.授業資料は,「出欠確認シート」の横にありますので,各自で取ってください.
②授業(90分)は,解説や説明を40~45分,学生間の協働や能動的な学習による授業演習を35~40分,振り返り5分(ミニッツペーパーへの記入)で実施します.
③授業演習の目標は,『時間内にクラス全員が演習を終了すること』です.そのため,学生間の協働や能動的な学習をするうえでのコミュニケーション能力が重要となります.
④プリントや教科書の節末問題を演習レポートとして課すことがあります.
⑤演習レポートは,返却しませんので必要に応じてコピーを取るなどしてください.
⑥オフィスアワーの時間を利用した積極的な復習や自学自習を歓迎します.また,必要な者には別途の補習を実施します.(副教材の青の演習ノートを使用します.)
また,Teams個別チャットでの質問も可能です.
前関連科目 工業力学Ⅰ,工業力学Ⅱ 後関連科目 機械設計法ⅠB,機械設計法Ⅱ
注意点:
参考書
①機械設計法 第3版(森北出版,塚田忠夫他3名共著),
②絵ときでわかる機械設計 第2版(オーム社,池田 茂他1名共著),
③実務に役立つ 機械公式活用ブック(オーム社・安達勝之他4名共著)など
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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,材料の強さ① |
講義の進め方を確認できる. 材料に加わる荷重を理解することができる.
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2週 |
材料の強さ②
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引張・圧縮荷重,応力とひずみ,応力ーひずみ線図,縦弾性係数を理解し,計算問題を解くことができる.
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3週 |
材料の強さ③ |
せん断荷重,せん断応力,せん断ひずみと横弾性係数,熱応力,線膨張係数を理解し,計算問題を解くことができる.
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4週 |
材料の強さ④ |
材料の破壊,応力集中,疲労,クリープ,低温脆化を理解し,計算問題を解くことができる.
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5週 |
材料の強さ⑤ |
材料の機械的性質,許容応力と安全率を理解し,計算問題を解くことができる.
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6週 |
材料の強さ⑥ |
はりの曲げと荷重,せん断力と曲げモーメントを理解し,計算問題を解くことができる.
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7週 |
材料の強さ⑦ |
せん断力図と曲げモーメント図を理解し,計算問題を解くことができる.
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8週 |
中間試験 |
前期中間試験を実施する.
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2ndQ |
9週 |
材料の強さ⑧ |
曲げ応力と断面係数,断面二次モーメントを理解し,計算問題を解くことができる.
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10週 |
材料の強さ⑨ |
断面の形状と寸法,たわみ,危険断面を理解し,計算問題を解くことができる.
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11週 |
材料の強さ⑩
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軸のねじり,ねじり応力と極断面係数,断面二次極モーメント,ねじり剛性を理解し,計算問題を解くことができる.
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12週 |
材料の強さ⑪ |
座屈を理解し,計算問題を解くことができる.
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13週 |
安全・環境と設計
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安全・安心,倫理観,環境配慮と設計の関連性を理解することができる.
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14週 |
ねじ➀
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ねじの種類と用途,ねじに働く力と強さが理解でき,計算問題を解くことができる.
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15週 |
ねじ②
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ねじの強さとボルトの大きさ,ねじのはめ合い長さ,ねじの緩み止めが理解でき,計算問題を解くことができる.
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16週 |
期末試験
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前期末試験を実施する.
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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 | 機械設計 | 標準規格の意義を説明できる。 | 4 | 前5 |
許容応力、安全率、疲労破壊、応力集中の意味を説明できる。 | 4 | 前4,前5,前12 |
標準規格を機械設計に適用できる。 | 4 | 前5 |
ねじ、ボルト・ナットの種類、特徴、用途、規格を理解し、適用できる。 | 4 | 前14 |
ボルト・ナット結合における締め付けトルクを計算できる。 | 4 | 前14,前15 |
ボルトに作用するせん断応力、接触面圧を計算できる。 | 4 | 前15 |
力学 | 荷重が作用した時の材料の変形を説明できる。 | 4 | 前1 |
応力とひずみを説明できる。 | 4 | 前2,前3 |
フックの法則を理解し、弾性係数を説明できる。 | 4 | 前2 |
許容応力と安全率を説明できる。 | 4 | 前5 |
線膨張係数の意味を理解し、熱応力を計算できる。 | 4 | 前3 |
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2 |
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11 |
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11 |
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11 |
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 | 前6 |
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 | 前6 |
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 | 前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 | 前7 |
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9 |
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10 |