はりについて，応力とたわみを求めることができる．ねじりをうける丸棒について，応力とねじり角を求めることができる．主応力の概念を理解できる．ひずみエネルギーを求めることができ，これを応用して物体の変形を求めることができる．
概要:
機械を設計するに当たっては，部材に生じる応力とひずみを正しく評価することが極めて重要である．４年次の講義でははりのたわみや丸棒のねじり，主応力などを学び，広範な設計問題に取り組む基礎とする．
授業の進め方・方法:
板書による講義を主とし，適宜演習の時間を取る．
注意点:
演習問題を自力で解くよう努力すること．とくに，積分を使いこなすこと．
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
はりのせん断力線図と曲げモーメント線図 |
各種の負荷を受けるはりについて，SFD，BMDを描くことができる
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| 2週 |
曲げ応力と曲げモーメント |
はりの曲げ応力と曲げモーメントの関係が理解できる
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| 3週 |
断面二次モーメント |
はりの断面二次モーメントを求めることができる
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| 4週 |
はりのたわみ曲線 |
はりの曲率と曲げモーメントの関係を理解できる
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| 5週 |
たわみ曲線の微分方程式 |
曲げモーメントとたわみ曲線との関係を理解できる
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| 6週 |
片持ちばりのたわみ曲線 |
片持ちばりのたわみ曲線の求め方を理解できる
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| 7週 |
片持ちばりのたわみ曲線 |
片持ちばりのたわみ曲線を求めることができる
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| 8週 |
中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
両端支持はりのたわみ曲線 |
一様分布荷重を受ける両端支持はりのたわみ曲線の求め方を理解できる
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| 10週 |
両端支持はりのたわみ曲線 |
一様分布荷重を受ける両端支持はりのたわみ曲線を求めることができる
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| 11週 |
両端支持はりのたわみ曲線 |
集中荷重を受ける両端支持はりのたわみ曲線の求め方を理解できる
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| 12週 |
両端支持はりのたわみ曲線 |
集中荷重を受ける両端支持はりのたわみ曲線を求めることができる
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| 13週 |
はりの不静定問題 |
はりの曲げについても不静定問題があることを理解できる
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| 14週 |
はりの不静定問題 |
はりの不静定問題を解くことができる
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| 15週 |
はりの不静定問題 |
はりの不静定問題を解くことができる
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| 16週 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
主応力 |
棒の引っ張り問題について，任意の斜面上に生じる内力を求めることができる
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| 2週 |
主応力 |
任意の斜面上に生じる応力を求めることができる
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| 3週 |
主応力 |
二次元問題について，主応力を計算することができる
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| 4週 |
主応力 |
二次元問題について，主応力を計算することができる
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| 5週 |
組み合わせ応力 |
曲げ，ねじり，軸力を受ける軸の組み合わせ応力を求めることができる．
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| 6週 |
組み合わせ応力 |
曲げ，ねじり，軸力を受ける軸の組み合わせ応力を求めることができる．
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| 7週 |
中間試験 |
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| 8週 |
薄肉構造物 |
薄肉構造物に生じる応力を求めることができる
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| 4thQ |
| 9週 |
薄肉構造物 |
薄肉構造物に生じる応力を求めることができる
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| 10週 |
ひずみエネルギー |
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
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| 11週 |
ひずみエネルギー |
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
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| 12週 |
ひずみエネルギー |
部材が曲げやねじりを受カスチリアノの定理を理解し、不静定はりの問題に応用できる
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| 13週 |
ひずみエネルギー |
カスチリアノの定理を理解し、トラスの問題に応用できる
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| 14週 |
座屈 |
オイラーの座屈荷重を求めることができる．
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| 15週 |
応力集中 |
図表を用いて，応力集中係数を考慮した設計ができる．
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| 16週 |
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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 | 力学 | 物体に作用する力を図示することができる。 | 4 | |
| 力の合成と分解をすることができる。 | 4 | |
| 重力、抗力、張力、圧力について説明できる。 | 4 | |
| フックの法則を用いて、弾性力の大きさを求めることができる。 | 4 | |
| 質点にはたらく力のつりあいの問題を解くことができる。 | 4 | |
| 作用と反作用の関係について、具体例を挙げて説明できる。 | 4 | |
| 力のモーメントを求めることができる。 | 4 | |
| 剛体における力のつり合いに関する計算ができる。 | 4 | |
| 重心に関する計算ができる。 | 4 | |
| 一様な棒などの簡単な形状に対する慣性モーメントを求めることができる。 | 4 | |
| 剛体の回転運動について、回転の運動方程式を立てて解くことができる。 | 4 | |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 力学 | 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1 |
| 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1 |
| 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 | |
| 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 |
| 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4,前5,前6,前7 |
| 多軸応力の意味を説明できる。 | 4 | 後9,後10 |
| 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9 |
| 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11 |
| 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。 | 4 | 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。 | 4 | 後13 |