到達目標
1. ねじりモーメントが作用する丸棒の応力や変形量を求めることができ，伝動軸の設計ができる。
2. 組合せ応力状態の応力成分と主応力の概念、応力変換式を理解し、モールの応力円を説明したり、利用できる。
3. ひずみエネルギ、カスティリアノの定理などが理解できる。
4. 座屈現象について説明でき、座屈荷重や座屈応力を求めることができる。
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 | ねじりが作用する部材の応力、変形を推定し、伝動軸の設計ができる。 | ねじりモーメントが作用する丸棒の応力や変形量を求めることができる。 | ねじりモーメントが作用する丸棒の応力や変形量を求めることができない。 |
| 評価項目2 | 応力変換式の導出やモールの応力円を用いて、主応力や主せん断応力およびそれらが作用する面を求めることができる。 | 組合せ応力状態の応力成分と主応力の概念、応力変換式を理解し、モールの応力円を説明したり、利用し、任意の面に作用する応力を推定できる。 | 組合せ応力状態の応力成分と主応力の概念、応力変換式を理解し、モールの応力円を説明できない。また、それを利用し、任意の面に作用する応力を推定できない。 |
| 評価項目3 | ひずみエネルギ、カスティリアノの定理、相反定理を用いて、様々な変形での変形量や作用する荷重や応力等を計算できる。 | ひずみエネルギを求め、衝撃荷重やカスティリアノの定理を用いて、荷重点の変位を計算できる。 | ひずみエネルギや衝撃荷重の計算や、カスティリアノの定理を用いて、荷重点の変位の計算ができない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
外力の作用に伴う機械や構造物の、部材内部に生ずる内力や変形の挙動を学習し、適当な強さ、剛性、安全性を保つような部材の形状寸法を決定する機械強度設計の基礎能力を修得する。
授業の進め方・方法:
講義形式で行う。合格点に達しないものは定期試験終了後、再試験を行う場合がある。
注意点:
合格点は６０点である。定期試験成績で評価し、後期中間(a)、学年末(b)それぞれ50%の評価割合とする。学年総合評価は(a+b)/2とする。課題を課す場合があり、課題の未提出者は単位取得が困難になるので注意すること。
公式の結論だけを暗記してはいけない。基本公式の解析のプロセスを理解することが大切であり、基礎理論の理解を深めること。
授業計画
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
授業ガイダンス
１．ねじりと伝動軸
（１）円形断面のねじり |
授業の進め方と評価方法を説明する。円形断面のせん断ひずみやせん断応力について説明できる。
|
| 2週 |
１．ねじりと伝動軸
（２）断面二次極モーメント |
円形断面の断面二次極モーメントのやねじりによる変形量を求めることができる。
|
| 3週 |
１．ねじりと伝動軸
（３）円形断面以外およびコイルのねじり |
円形断面以外のねじりによる変形量やコイルの変形量および発生応力について求めることができる。
|
| 4週 |
１．ねじりと伝動軸
（４）伝導軸の伝える仕事 |
伝導軸の伝えるエネルギの算出や安全な設計ができる。
|
| 5週 |
２．２軸，３軸組み合わせ応力
（１）平面応力における傾いた面上の応力 |
組合せ応力状態や主応力について説明でき、また任意の方向の面に作用する応力を算出できる。
|
| 6週 |
２．２軸，３軸組み合わせ応力
（２）モールの応力円 |
モールの応力円を利用して、任意の方向の面に作用する垂直応力やせん断力を求めることができる。
|
| 7週 |
２．２軸，３軸組み合わせ応力
（３）一般化されたフックの法則 |
一般化されたフックの法則や平面応力、平面ひずみ状態について説明できる。
|
| 8週 |
到達度試験（後期中間） |
上記1～7週で学習した内容の理解度を確認する。
|
| 4thQ |
| 9週 |
試験の解説と解答
３．ひずみエネルギー
（１）軸力、曲げによる変形 |
試験で出来なかった点を出来るようにする。 軸力および曲げでのひずみエネルギーを算出できる。
|
| 10週 |
３．ひずみエネルギー
（２）ねじりおよびせん断変形 |
ねじりおよびせん断によるひずみエネルギーを算出できる。
|
| 11週 |
３．ひずみエネルギー
（３）相反定理、カスティリアノ定理 |
相反定理、カスティリアノ定理について説明でき、またそれらを用いて変形量や反力を算出できる。
|
| 12週 |
３．ひずみエネルギー
（４）衝撃荷重による応力 |
静的加重が作用する場合と比較して、衝撃荷重による変形量や応力を算出できる。
|
| 13週 |
４．柱の座屈
（１）偏心荷重を受ける短柱
（２）長柱の座屈-1 |
偏心荷重を受ける短柱内の応力を算出できる。
座屈現象について説明できる。
|
| 14週 |
（２）長柱の座屈-2
（３）中間柱の弾塑性座屈 |
オイラーの公式や中間柱における各種実験式を用いて、座屈荷重や座屈応力を算出できる。
|
| 15週 |
到達度試験（学年末） |
上記９～１４週で学習した内容の理解度を確認する。
|
| 16週 |
試験の解説と解答および授業アンケート |
試験で出来なかった点を復習し、出来るようにする。
|
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 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 80 |
| 専門的能力 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |