概要:
この科目は企業で自動車のトランスミッションの設計を担当していた教員が、その経験を活かし、実際の設計で用いる際の注意事項や実例を紹介しながら講義形式で授業を行うものである。
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。
学習単位であるため、授業時間数と同時間数の予習と復習をすること。内容確認の課題も出す。
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。
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 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。
|
| 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。
|
| 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。
|
| 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。
|
| 5週 |
座屈2 |
長柱の座屈荷重を理解できる。
|
| 6週 |
座屈3 |
長柱の座屈荷重を計算できる。
|
| 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。
|
| 8週 |
後期中間試験 |
|
| 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。
|
| 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。
|
| 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。
|
| 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。
|
| 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。
|
| 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。
|
| 15週 |
後期期末試験 |
|
| 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。
|
| 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 | 速度と加速度の概念を説明できる。 | 3 | |
| 平面内を移動する質点の運動を位置ベクトルの変化として扱うことができる。 | 3 | |
| 物体の変位、速度、加速度を微分・積分を用いて相互に計算することができる。 | 3 | |
| 自由落下、及び鉛直投射した物体の座標、速度、時間に関する計算ができる。 | 3 | |
| 水平投射、及び斜方投射した物体の座標、速度、時間に関する計算ができる。 | 3 | |
| 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。 | 3 | |
| 慣性の法則について説明できる。 | 3 | |
| 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。 | 3 | |
| 運動の法則について説明できる。 | 3 | |
| 運動方程式を用いた計算ができる。 | 3 | |
| 簡単な運動について微分方程式の形で運動方程式を立て、初期値問題として解くことができる。 | 3 | |
| 物体の質量と速度から運動量を求めることができる。 | 3 | |
| 運動量の差が力積に等しいことを利用して、様々な物理量の計算ができる。 | 3 | |
| 運動量保存則を様々な物理量の計算に利用できる。 | 3 | |
| 単振動における変位、速度、加速度、力の関係を説明できる。 | 3 | |
| 等速円運動をする物体の速度、角速度、加速度、向心力に関する計算ができる。 | 3 | |
| 電気 | 導体と不導体の違いについて、自由電子と関連させて説明できる。 | 3 | |
| クーロンの法則が説明できる。 | 3 | |
| クーロンの法則から、点電荷の間にはたらく静電気力を求めることができる。 | 3 | |
| 電場・電位について説明できる。 | 3 | |
| オームの法則から、電圧、電流、抵抗に関する計算ができる。 | 3 | |