概要:
機械や構造物の設計で基本となる曲げを受ける部材に生じる応力・変形（たわみ）を求める方法を理解し、それらにより部材に生じる曲げ応力およびたわみの基礎式によるたわみ変を計算する手法を学ぶ。
授業の進め方・方法:
この科目は学修単位科目のため、事前・事後学習として例題の事前学習やレポートを課します。
注意点:
授業時間の２倍以上の予習及び復習を行うことを忘れないように。不明な点などあれば随時質問に訪れること。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
曲げによるひずみ |
はりの軸線に垂直な力（曲げモーメント）を受ける部材の変形がベルヌーイ-オイラの仮定にしたがうことを理解し、中立面から距離y離れた線素のひずみを求めることができる。
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| 2週 |
曲げモーメントと曲げ応力 |
曲げモーメントにより生じる曲げ応力を求めることができる。
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| 3週 |
断面二次モーメントと断面係数 |
断面二次モーメントと断面係数の定義を理解し、基本である円形断面、矩形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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| 4週 |
分布荷重、せん断力、曲げモーメントの関係 |
分布荷重、せん断力、曲げモーメントの関係の導出を理解できる。
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| 5週 |
一様強さのはり |
最大応力が一定である片持はりの断面形状が計算でき、断面が一様な場合と比較しその長所を説明できる。
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| 6週 |
はりの支持条件、せん断と曲げモーメントの分布 |
はりの支持条件（移動支点、回転支点、固定支点）を説明でき、自由物体のつり合いより集中荷重を受ける両端支持はりのせん断と曲げモーメントの分布を求めることができる。
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| 7週 |
せん断力図と曲げモーメント図 |
各種の荷重が作用するはりのせん断力図(SFD)と曲げモーメント図BMD)を描くことができる。
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| 8週 |
中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
試験返却・解答解説 |
試験結果を踏まえ、知識・理解不足項目を復習し解消する。
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| 10週 |
分布荷重の扱い |
分布荷重が作用する場合の任意断面のせん断と曲げモーメントを等価な集中荷重として扱い求めることができる。
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| 11週 |
長手方向座標（局所座標）の取り方 |
集中荷重が作用する片持はりの局所座標を固定端からと自由端から採り、せん断と曲げモーメントを求めることができる。
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| 12週 |
たわみの基礎式 |
たわみの基礎式の導出を理解することができる。
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| 13週 |
片持はりのたわみ角とたわみ |
たわみの基礎式より集中荷重が作用する片持はりのたわみ角とたわみを求めることができる。
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| 14週 |
不静定はりのせん断力と曲げモーメント |
静定はりと不静定はりの違いを理解し、等分布荷重の作用する不静定はりのせん断力と曲げモーメントを求め、SFDとBEDを描くことができる。
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| 15週 |
期末試験 |
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| 16週 |
試験返却・解答解説 |
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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 | 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。 | 3 | |
| 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。 | 2 | |
| 一点に作用する力のつりあい条件を説明できる。 | 3 | |
| 力のモーメントの意味を理解し、計算できる。 | 3 | |
| 偶力の意味を理解し、偶力のモーメントを計算できる。 | 3 | |
| 着力点が異なる力のつりあい条件を説明できる。 | 2 | |
| 重心の意味を理解し、平板および立体の重心位置を計算できる。 | 2 | |
| 周速度、角速度、回転速度の意味を理解し、計算できる。 | 1 | |
| 向心加速度、向心力、遠心力の意味を理解し、計算できる。 | 1 | |
| 仕事の意味を理解し、計算できる。 | 3 | |
| てこ、滑車、斜面などを用いる場合の仕事を説明できる。 | 1 | |
| エネルギーの意味と種類、エネルギー保存の法則を説明できる。 | 3 | |
| 位置エネルギーと運動エネルギーを計算できる。 | 3 | |
| 動力の意味を理解し、計算できる。 | 3 | |
| すべり摩擦の意味を理解し、摩擦力と摩擦係数の関係を説明できる。 | 1 | |
| 運動量および運動量保存の法則を説明できる。 | 2 | |
| 剛体の回転運動を運動方程式で表すことができる。 | 2 | |
| 平板および立体の慣性モーメントを計算できる。 | 3 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 材料 | 金属材料、非金属材料、複合材料、機能性材料の性質と用途を説明できる。 | 1 | |
| 引張試験の方法を理解し、応力-ひずみ線図を説明できる。 | 1 | |