概要:
機械や構造物を設計するためには,材料の強度に関する基本的な考え方を学ぶ.すなわち,単純な引張り・圧縮,せん断,曲げの問題における応力とひずみ,はりの曲げ変形 について学習する.
授業の進め方・方法:
基礎的な事項を説明した後,演習問題を出す.
注意点:
提出課題は一度ノートで解いて内容を理解してから,レポート用紙(A4サイズ)で期限までに提出する.
総合評価が49点以下の場合,再試験を実施する.
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
力学の基礎(1) |
物理学で習った,力の性質・扱い方を理解できる.
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2週 |
力学の基礎(2) |
力学の基礎を理解できる.自由物体図を描けるようになる. 力の釣合い式を書ける.
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3週 |
力学の基礎(3) |
簡単な反力を求めることができる. 外力と内力を理解でき,求めることができる.
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4週 |
応力とひずみ(1) |
応力とひずみについて理解できる.
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5週 |
応力とひずみ(2) |
フックの法則と弾性係数について理解できる.
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6週 |
応力とひずみ(3) |
応力ひずみ曲線について理解できる.
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7週 |
演習 |
1~6週の内容に関する演習問題を解くことができる.
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8週 |
中間試験 |
1~7週の内容を理解できる.
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2ndQ |
9週 |
引張りと圧縮(1) |
一様な断面および断面が変化をもつ棒の引張りと圧縮について理解できる.
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10週 |
引張りと圧縮(2) |
重力 および遠心による応力とひずみについて理解できる.
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11週 |
引張りと圧縮(3) |
棒の不静定問題,熱応力について理解できる.
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12週 |
ねじり(1) |
丸棒のねじり応力とねじり変形について理解し,計算することができる.
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13週 |
ねじり(2) |
ねじりの不静定問題について理解し,計算することができる.
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14週 |
ねじり(3) |
円形断面以外のねじりについて理解できる.
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15週 |
演習 |
9~14週の内容に関する演習問題を解くことができる.
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16週 |
期末試験 |
9~15週の内容を理解できる.
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後期 |
3rdQ |
1週 |
せん断応力と曲げモーメント(1) |
はりの種類について理解できる.
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2週 |
せん断応力と曲げモーメント(2) |
せん断応力と曲げモーメントについて理解し,計算することができる.
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3週 |
せん断応力と曲げモーメント(3) |
荷重とせん断応力および曲げモーメントについて理解できる.
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4週 |
はりの応力(1) |
はりの曲げ応力について理解しできる.
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5週 |
はりの応力(2) |
横断面の図心と断面二次モーメントについて理解し,計算することができる.
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6週 |
はりの応力(3) |
求まった断面二次モーメント,断面係数を用いて,曲げ応力を計算することができる.
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7週 |
演習 |
1~7週の内容に関する演習問題を解くことができる.
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8週 |
中間試験 |
1~7週の内容を理解できる.
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4thQ |
9週 |
はりのたわみ(1) |
はりのたわみ曲線について理解できる.
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10週 |
はりのたわみ(2) |
はりのたわみの微分方程式による解法について理解できる.
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11週 |
はりのたわみ(3) |
はりのたわみの微分方程式を解いて「たわみ」,「たわみ角」を求めることが出来る.
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12週 |
はりのたわみ(4) |
重ね合わせによって「たわみ」,「たわみ角」を求めることが出来る.
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13週 |
複雑なはりの問題(1) |
不静定はりについて理解できる. 微分方程式から式を増やす方法を理解する.
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14週 |
複雑なはりの問題(2) |
重ね合わせを用いて式を増やす方法を理解する.
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15週 |
演習 |
9~14週の内容に関する演習問題を解くことができる.
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16週 |
期末試験 |
9~15週の内容を理解できる.
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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 |
基礎的能力 | 自然科学 | 物理 | 物理 | 物体に作用する力を図示することができる。 | 4 | 前1,前3,前7 |
力の合成と分解をすることができる。 | 4 | 前1,前7 |
重力、抗力、張力、圧力について説明できる。 | 4 | 前2,前3,前7 |
剛体における力のつり合いに関する計算ができる。 | 4 | 前1,前7 |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 力学 | 力のモーメントの意味を理解し、計算できる。 | 4 | 前2,前7 |
荷重が作用した時の材料の変形を説明できる。 | 4 | 前4,前7 |
応力とひずみを説明できる。 | 4 | 前4,前6,前7 |
フックの法則を理解し、弾性係数を説明できる。 | 4 | 前5,前7 |
両端固定棒や組合せ棒などの不静定問題について、応力を計算できる。 | 4 | 前9,前15 |
線膨張係数の意味を理解し、熱応力を計算できる。 | 4 | 前11,前15 |
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9,前10,前15 |
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12,前15 |
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12,前15 |
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13,前14,前15 |
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 | 後1,後7 |
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 | 後1,後2,後7 |
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 | 後2,後3,後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 | 後4,後6,後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 | 後5,後7 |
各種のはりについて、たわみ角とたわみを計算できる。 | 4 | 後9,後10,後11,後12,後13,後14,後15 |