到達目標
・はりの曲げ応力とたわみを計算できる。
・座屈を理解し、応力を計算できる。
・ひずみエネルギを利用して変位が計算できる。
・不静定はりのたわみを計算できる。
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 | やや複雑な形状のはりの応力、たわみを計算できる。 | 簡単なはりの応力、たわみを計算できる。 | 簡単なはりの応力、たわみを計算できない。 |
| 評価項目2 | 短柱の核と座屈応力を計算できる。 | 短柱の核と座屈応力を説明できる。 | 短柱の核と座屈応力を説明できない。 |
| 評価項目3 | ひずみエネルギを用いて、変位の計算ができる。 | ひずみエネルギを説明できる。 | ひずみエネルギを説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
準学士課程 2(2)
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専攻科課程 B-2
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教育方法等
概要:
構造物に外力が働くとき、その部材あるいは全体がその荷重に耐えられるかどうかは、部材に生じる応力や変位量で決まる。材料力学では、応力とひずみの概念を理解し、荷重と応力およびひずみの関係を計算する手法を学び、それを機械設計に応用する考え方を身に着けることを目指す。
授業の進め方・方法:
教科書に従って講義を進める。本文の理論的な解説および例題による計算例等を示した後、質疑応答を行う。学生は、これらを行った後に練習問題と取り組むことによって内容の理解を深める。
注意点:
実際の物を想像しつつ問題に取り組むことが重要である。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
はりの曲げ応力と断面二次モーメント1 |
簡単な荷重条件のはりのせん断力図、曲げモーメント図が理解でき、式で表せることができる。
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| 2週 |
はりの曲げ応力と断面二次モーメント2 |
やや複雑な荷重条件のはりのせん断力図、曲げモーメント図が理解でき、式で表せることができる。
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| 3週 |
はりの曲げ応力と断面二次モーメント3 |
断面二次モーメントと断面係数の定義を理解し、計算できる。
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| 4週 |
はりの曲げ応力と断面二次モーメント4 |
やや複雑な断面の断面二次モーメントと断面係数を計算できる。
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| 5週 |
代表的な荷重条件によるはりの曲げ応力1 |
片持ちはりに作用する代表的な荷重条件での曲げ応力を計算できる。
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| 6週 |
代表的な荷重条件によるはりの曲げ応力2 |
単純支持はりに作用する代表的な荷重条件での曲げ応力を計算できる。
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| 7週 |
代表的な荷重条件によるはりの曲げ応力3 |
やや複雑な形状のはりに作用する代表的な荷重条件での曲げ応力を計算できる。
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| 8週 |
中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
試験返却・解答
曲げにおけるせん断応力分布 |
理解不足部分を解消する。はりが曲げられたときの断面上せん断応力分布が理解できる。
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| 10週 |
平等強さのはり |
曲げ応力が均等となるはりの形状について理解できる。
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| 11週 |
はりのたわみ方程式 |
はりのたわみ方程式の物理的意味を理解できる。
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| 12週 |
はりのたわみ1 |
片持ちはりに作用する代表的な荷重条件でのたわみ量を計算できる。
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| 13週 |
はりのたわみ2 |
単純支持はりに作用する代表的な荷重条件でのたわみ量を計算できる。
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| 14週 |
はりのたわみ3 |
やや複雑な形状のはりに作用する代表的な荷重条件でのたわみ量を計算できる。
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| 15週 |
前期期末試験 |
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| 16週 |
試験返却・解答 |
試験問題の解説に基づき、理解不足な部分を解消することができる。
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
はりのたわみの重ね合わせ1 |
片持ちはりに作用する複数の荷重条件下での曲げ応力やたわみ量を計算できる。
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| 2週 |
はりのたわみの重ね合わせ2 |
単純支持はりに作用する複数の荷重条件下での曲げ応力やたわみ量を計算できる。
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| 3週 |
はりのたわみの重ね合わせ3 |
やや複雑な形状のはりに作用する複数の荷重条件下での曲げ応力やたわみ量を計算できる。
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| 4週 |
座屈1 |
短柱の核を理解できる。単純な断面を有する短柱の核を求められる。
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| 5週 |
座屈2 |
長柱の座屈荷重を理解できる。
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| 6週 |
座屈3 |
長柱の座屈荷重を計算できる。
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| 7週 |
ひずみエネルギ1 |
仕事やエネルギに関して成り立つ定理や原理およびそれらの応用の仕方を理解できる。
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| 8週 |
後期中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
試験返却・解答
ひずみエネルギ2 |
理解不足な部分を解消することができる。相反定理が理解できる。
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| 10週 |
ひずみエネルギ3 |
カスチリアーノの定理が理解できる。
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| 11週 |
ひずみエネルギ4 |
カスチリアーノの定理を用いて、変位量が計算できる。
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| 12週 |
不静定はり1 |
簡単な荷重条件下での不静定はりのせん断力図、曲げモーメント図が理解でき、式で表せることができる。
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| 13週 |
不静定はり2 |
簡単な荷重条件下での不静定はりの曲げ応力を計算できる。
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| 14週 |
不静定はり3 |
やや複雑な荷重条件下の不静定はりのせん断力図、曲げモーメント図が理解できる。
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| 15週 |
後期期末試験 |
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| 16週 |
試験返却・解答 |
試験問題の解説に基づき、理解不足な部分を解消することができる。
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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 | 合計 |
| 総合評価割合 | 0 | 90 | 0 | 0 | 0 | 10 | 100 | 200 |
| 基礎的能力 | 0 | 90 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 90 |
| 専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 100 | 110 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |