静止している物体では力とモーメントが釣り合っていることわかる．外力を受ける部材には内力が生じていることがわかる．応力とひずみがわかる．棒の伸びを求めることができる．丸棒のねじりのよる応力とねじれ角を求めることができる．梁に生じるせん断力と曲げモーメントを求めることができる．
概要:
さまざまな構造物はそれらが機能を完全に果たすような適切な構造設計も基づいてつくられている.材料力学では，構造物に発生する応力を求め，材料の基礎知識と合わせて部材の寸法などを決めるという実践的な側面をもつ.本講義では，静力学の基本から始まり，応力とひずみ，軸力を受ける棒の問題，ねじりをうける丸棒の問題，はりの力学，せん断力線図と曲げモーメント線図について学習する．
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，式変形を厭わないこと．
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
材料力学で扱う問題 |
工学における材料力学の位置づけがわかる
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| 2週 |
静力学の基本事項 |
力やモーメントがわかる
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| 3週 |
静力学の基本事項 |
フリーボディダイアグラムがわかる
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| 4週 |
静力学の基本事項 |
内力がわかる
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| 5週 |
応力とひずみ |
「単位面積当たり」という概念がわかる
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| 6週 |
応力とひずみ |
ひずみがわかる
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| 7週 |
応力とひずみ |
フックの法則がわかる．応力ひずみ線図を説明できる．
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| 8週 |
中間テスト |
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| 2ndQ |
| 9週 |
棒の応力･ひずみと伸び |
軸力を受ける棒の応力，ひずみ，伸びが計算できる
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| 10週 |
棒の応力･ひずみと伸び |
変形量が与えられたとき，材料のヤング率，ポアソン比を計算できる
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| 11週 |
棒の不静定問題 |
棒の伸縮に関する不静定問題を解くことができる
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| 12週 |
棒の不静定問題 |
棒の伸縮に関する不静定問題を解くことができる
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| 13週 |
丸棒のねじり |
ねじりを受ける丸棒のひずみ分布とせん断応力分布がわかる
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| 14週 |
丸棒のねじり |
丸棒の断面二次極モーメントを求めることができる．
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| 15週 |
丸棒のねじり |
ねじ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 |
はりが受ける反力，反モーメント |
はりの概念がわかる
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| 2週 |
はりが受ける反力，反モーメント |
はりの支持条件と，対応する反力，反モーメントがわかる
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| 3週 |
はりのつりあい |
はりのつり合い条件を立てることができる
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| 4週 |
はりのつりあい |
はりのつり合い式を解くことができる
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| 5週 |
はりのせん断力と曲げモーメント |
外力とつり合う内力を示すことができる
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| 6週 |
はりのせん断力と曲げモーメント |
はりに生じるせん断力と曲げモーメントを数式によって表わすことができる
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| 7週 |
せん断力線図と曲げモーメント線図 |
せん断力と曲げモーメントを数式によって表わし，線図に描くことができる
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| 8週 |
はりのせん断力と曲げモーメント |
複数の集中荷重が負荷される際の内力を求める問題について，場合わけが理解できる．
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| 4thQ |
| 9週 |
せん断力線図と曲げモーメント線図 |
複数の集中荷重が負荷される際のせん断力と曲げモーメントを数式によって表わし，線図に描くことができる
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| 10週 |
はりのせん断力と曲げモーメント |
分布荷重が作用する問題について，外力とつり合う内力を示すことができる
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| 11週 |
はりのせん断力と曲げモーメント |
分布荷重が作用する問題について，せん断力と曲げモーメントを数式によって表わすことができる
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| 12週 |
せん断力線図と曲げモーメント線図 |
分布荷重が作用する問題について，せん断力と曲げモーメントを数式によって表わし，線図に描くことができる
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| 13週 |
はりの曲げ応力 |
オイラーの仮定を理解できる
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| 14週 |
はりの曲げ応力 |
曲げ応力の分布を理解できる
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| 15週 |
はりのせん断応力 |
せん断応力の分布を理解できる
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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 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 機械設計 | 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 | |
| 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 | |
| 軸の強度、変形、危険速度を計算できる。 | 4 | |
| 軸の強度、変形、危険速度を計算できる。 | 4 | |
| キーの強度を計算できる。 | 4 | |
| キーの強度を計算できる。 | 4 | |
| 力学 | 力は、大きさ、向き、作用する点によって表されることを理解し、適用できる。 | 4 | 前2 |
| 力は、大きさ、向き、作用する点によって表されることを理解し、適用できる。 | 4 | 前2 |
| 一点に作用する力の合成と分解を図で表現でき、合力と分力を計算できる。 | 4 | 前2 |
| 一点に作用する力の合成と分解を図で表現でき、合力と分力を計算できる。 | 4 | 前2 |
| 一点に作用する力のつりあい条件を説明できる。 | 4 | 前2 |
| 一点に作用する力のつりあい条件を説明できる。 | 4 | 前2 |
| 力のモーメントの意味を理解し、計算できる。 | 4 | 前2 |
| 力のモーメントの意味を理解し、計算できる。 | 4 | 前2 |
| 偶力の意味を理解し、偶力のモーメントを計算できる。 | 4 | 前2 |
| 偶力の意味を理解し、偶力のモーメントを計算できる。 | 4 | 前2 |
| 着力点が異なる力のつりあい条件を説明できる。 | 4 | 前2 |
| 着力点が異なる力のつりあい条件を説明できる。 | 4 | 前2 |
| 荷重が作用した時の材料の変形を説明できる。 | 4 | 前6 |
| 荷重が作用した時の材料の変形を説明できる。 | 4 | 前6 |
| 応力とひずみを説明できる。 | 4 | 前5 |
| 応力とひずみを説明できる。 | 4 | 前5 |
| フックの法則を理解し、弾性係数を説明できる。 | 4 | 前7 |
| フックの法則を理解し、弾性係数を説明できる。 | 4 | 前7 |
| 許容応力と安全率を説明できる。 | 4 | |
| 許容応力と安全率を説明できる。 | 4 | |
| 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11,前12 |
| 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11,前12 |
| 線膨張係数の意味を理解し、熱応力を計算できる。 | 4 | |
| 線膨張係数の意味を理解し、熱応力を計算できる。 | 4 | |
| 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13 |
| 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13 |
| 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14 |
| 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14 |
| 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2 |
| 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2 |
| 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3,後4 |
| 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3,後4 |
| 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6,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6,後7 |
| 材料 | 機械材料に求められる性質を説明できる。 | 4 | 前1 |
| 機械材料に求められる性質を説明できる。 | 4 | 前1 |