材料力学Ⅱ

科目基礎情報

学校 旭川工業高等専門学校 開講年度 令和03年度 (2021年度)
授業科目 材料力学Ⅱ
科目番号 0040 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 1
開設学科 システム制御情報工学科 対象学年 4
開設期 後期 週時間数 後期:2
教科書/教材 基礎から学ぶ材料力学(森北出版)
担当教員 阿部 晶

目的・到達目標

1. はりの曲げ応力が計算できる.
2. はりのたわみが計算できる.
3. 不静定はりの反力,反モーメントおよびたわみが計算できる.
4. カスティリアノの定理を適用し,各種部材の変位が計算できる.
5.モールの応力円を適用し,主応力と最大せん断応力が計算できる.

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はりの曲げ応力を正確に計算できる.はりの曲げ応力を計算できる.はりの曲げ応力を計算できない.
評価項目2はりのたわみを正確に計算できる.はりのたわみを計算できる.はりのたわみを計算できない.
評価項目3不静定はりの反力,反モーメントを正確に計算できる.不静定はりの反力,反モーメントを計算できる.不静定はりの反力,反モーメントを計算できない.
評価項目4カスティリアノの定理を適用し,部材の変位を正確に計算できる.カスティリアノの定理を適用し,部材の変位を計算できる.カスティリアノの定理を適用し,部材の変位を計算できない.
評価項目5モールの応力円を用いて,主応力と最大せん断応力を正確に計算できる.モールの応力円を用いて,主応力と最大せん断応力を計算できる.モールの応力円を用いて,主応力と最大せん断応力を計算できない.

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 システム制御情報工学科の教育目標 ② 説明 閉じる
学習・教育到達度目標 本科の教育目標 ③ 説明 閉じる

教育方法等

概要:
はりに生じる曲げ応力とその変位量の求め方や不静定はりの反力・反モーメントの求め方を学ぶ.次いで,ひずみエネルギーについて理解を深め,カスティリアノの定理の適用法を学習する.最後に,モールの応力円を用いた,多軸応力状態の主応力と最大せん断応力の求め方を学習する.
授業の進め方と授業内容・方法:
さまざまな外力が作用するときに弾性体に生じる応力と変形について理解を深める.安全で合理的な構造物の設計ができる能力を養うために材料力学の基礎的事項に関して講義を行う.学んだ内容の理解を確認するために宿題を課すので,翌週の授業までに提出すること.
注意点:
・教育プログラムの学習・教育到達目標はA-2,D-1,D-2とする.
・総時間数45時間(自学自習15時間)
・自学自習時間(15時間)ついては,日常の授業(30時間)のための予習復習,レポート課題の解答作成時間,試験のための学習時間を総合したものとする.
・評価については,合計点数が60点以上で単位修得となる.その場合,各到達目標項目の到達レベルが標準以上であること,教育プログラムの学習・教育到達目標の各項目を満たしたことが認められる.
・単に公式を丸暗記するのではなく,公式の背後にある理論と公式導入の過程を大事に学習する.材料力学の基礎を確実に身につけ,具体的な設計計算に応用できる力と,さらに高く深い内容について独力で学べる土台を造ることに留意する.

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
後期
3rdQ
1週 はりの曲げ
(3) はりの曲げ応力
各種断面の断面二次モーメントおよび断面係数を計算できる.
2週 (3) はりの曲げ応力・次週,中間試験を実施する 曲げモーメントによって生じる曲げ応力を計算できる.
3週 (4) はりのたわみ たわみの微分方程式から,集中荷重および分布荷重を受けるはりのたわみ曲線を求めることができる.
4週 (4) はりのたわみ 重ね合わせの原理を用いて,たわみが計算できる.
5週 (5) 不静定はり たわみの微分方程式から,不静定はりの反力と反モーメントが計算できる.
6週 (5) 不静定はり 重ね合わせの原理を用いて,不静定はりの反力と反モーメントが計算できる.
7週 中間試験 これまで学んだ内容について,試験で確認する.
8週 テスト返却・ひずみエネルギー
(1) ひずみエネルギー
引張,ねじり,曲げを受ける部材のひずみエネルギーが計算できる.
4thQ
9週 (2) カスティリアノの定理 カスティリアノの定理を適用し,トラス部材の変位が計算できる.
10週 (2) カスティリアノの定理 カスティリアノの定理を適用し,はりの変位が計算できる.
11週 (2) カスティリアノの定理 カスティリアノの定理を適用し,不静定問題の変位が計算できる.
12週 組合わせ応力
(1) 平面応力
平面応力状態の任意の面の垂直応力とせん断応力が計算できる.
13週 (1) 平面応力 平面応力状態の主応力と最大せん断応力が説明できる.
14週 (2) モールの応力円 モールの応力円が説明できる.
15週 (2) モールの応力円 モールの応力円を用いて,主応力と最大せん断応力が計算できる.
16週 期末試験 これまで学んだ内容について,試験で確認する.

評価割合

試験課題相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合75250000100
基礎的能力2510000035
専門的能力5015000065
分野横断的能力0000000