材料力学Ⅰ

科目基礎情報

学校 福島工業高等専門学校 開講年度 令和03年度 (2021年度)
授業科目 材料力学Ⅰ
科目番号 0055 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 機械システム工学科 対象学年 3
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 PEL 材料力学、PEL 編集委員会監修、実教出版
担当教員 松尾 忠利

到達目標

①フックの法則を理解し、材料の伸び(縮み)を計算することができる。
②軸に生じるねじり応力を計算することができ、動力伝達軸の設計ができる。
③はりの断面に生じるせん断力図と曲げモーメント図を描くことができる。
④はりの断面に生じるせん断力図と曲げモーメント図を描くことができる。

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
フックの法則を用いて材料の変形を計算できるフックの法則を用いて材料の変形を計算できる応力とひずみの計算ができる応力とひずみを計算できない
熱応力、ねじり応力を計算でき、部品の寸法を計算できる熱応力、ねじり応力を計算でき、部品の寸法を計算できる熱応力、ねじり応力が計算できる熱応力、ねじり応力が計算できない
せん断力図と曲げモーメント図が描けるせん断力図と曲げモーメント図が描ける任意の断面のせん断力と曲げモーメントが計算できる任意の断面のせん断力と曲げモーメントが計算できる

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 (B) 説明 閉じる

教育方法等

概要:
機械を構成する要素・部材の強度および弾性変形に関する、種々の静力学的な問題について、それぞれの解法を学習する。
授業の進め方・方法:
中間試験は、授業時間中に50分間の試験を実施する。期末試験は50分の試験を実施する。
定期試験の成績を70%、小テストや課題の総点を30%として評価し、60点以上を合格とする。
注意点:
基本的な公式を用いた解法のプロセスを理解する。演習問題をできるだけ多く解いて、基礎理論の理解を深めて欲しい。

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 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 力学の基礎 力とモーメントおよび単位
2週 力学の基礎 荷重の種類と支持方法の種類
3週 力学の基礎 力とモーメントのつりあい
4週 力学の基礎 内力と応力
5週 応力とひずみ 応力とひずみ
6週 応力とひずみ フックの法則と弾性係数
7週 応力とひずみ 許容応力と安全率
8週 前期中間試験
2ndQ
9週 引張りと圧縮 複数の荷重を受ける棒の引張と圧縮
10週 引張りと圧縮 断面の変化する棒の引張り
11週 引張りと圧縮 棒の不静定問題
12週 ねじり 丸棒のねじり応力
13週 ねじり 丸棒のねじり変形
14週 ねじり ねじりの不静定問題
15週 前期のまとめ
16週
後期
3rdQ
1週 せん断力と曲げモーメント はりの種類
2週 せん断力と曲げモーメント 集中荷重を受ける片持ちはり
3週 せん断力と曲げモーメント 等分布荷重を受ける片持ちはり
4週 せん断力と曲げモーメント 集中荷重を受ける単純支持はり
5週 せん断力と曲げモーメント 等分布荷重を受ける単純支持はり
6週 せん断力と曲げモーメント せん断力と曲げモーメントの関係
7週 後期中間試験
8週 はりの応力 はりの曲げ応力
4thQ
9週 はりの応力 断面二次モーメント
10週 はりの応力 平等強さのはり
11週 はりのたわみ はりのたわみ曲線
12週 はりのたわみ はりのたわみの微分方程式による解法
13週 はりのたわみ はりのたわみの微分方程式による解法
14週 はりのたわみ はりのたわみの微分方程式による解法
15週 材料力学Ⅰのまとめ
16週

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
専門的能力分野別の専門工学機械系分野力学荷重が作用した時の材料の変形を説明できる。3
応力とひずみを説明できる。3
フックの法則を理解し、弾性係数を説明できる。3
許容応力と安全率を説明できる。3
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。3
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。3
線膨張係数の意味を理解し、熱応力を計算できる。3
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。3
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。3
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。3
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。3
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。3
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。3
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。3
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。3
各種のはりについて、たわみ角とたわみを計算できる。3
多軸応力の意味を説明できる。3
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。3

評価割合

試験課題等相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合70300000100
基礎的能力70300000100
専門的能力0000000
分野横断的能力0000000