概要:
材料力学は構造物に作用する様々な力、また、それによって生じる変形を考え、実際の設計に役立てる学問である。 本科目では、応力とひずみ、外力を受ける棒・はり等の応力および変形状態を求める方法を学ぶ。
授業の進め方・方法:
・授業は講義形式を主とする。適宜、例題や演習を行い理解を深める。
・前期に履修済みの機械工学基礎力学Ⅰ、現在履修している機械工学基礎力学Ⅱと関連しており重要な科目である。本科目から次年度の材料力学Ⅱへと進展する。
注意点:
試験問題の出題は板書内容が中心である。常にノートをしっかり取るとともに、電卓を活用する習慣を付けること。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
後期 |
3rdQ |
1週 |
力学の基礎 |
荷重の種類、力とモーメントのつり合い、内力と外力の違いなどを説明できる。
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2週 |
応力とひずみ |
応力およびひずみを説明できる。
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3週 |
応力とひずみ |
フックの法則と弾性係数、応力-ひずみ線図を説明できる。
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4週 |
引張りと圧縮 |
複数の荷重を受ける棒、断面の変化する棒の伸びを説明できる。
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5週 |
引張りと圧縮 |
重力および遠心力による応力と伸び、棒の不静定問題、熱応力を説明できる。
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6週 |
ねじり |
丸棒のねじり応力およびねじり変形を説明できる。
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7週 |
ねじり |
ねじりの不静定問題、円形断面以外のねじり問題を説明できる。
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8週 |
せん断力と曲げモーメント |
はりの種類、支点と支点反力、はりのせん断力と曲げモーメントを説明できる。
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4thQ |
9週 |
せん断力と曲げモーメント |
集中荷重、等分布荷重、任意分布荷重を受ける片持ちはりのせん断力と曲げモーメントを説明できる。
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10週 |
せん断力と曲げモーメント |
集中荷重、等分布荷重、任意分布荷重を受ける単純支持はりのせん断力と曲げモーメントを説明できる
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11週 |
せん断力と曲げモーメント |
荷重とせん断力および曲げモーメントとの関係を説明できる。
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12週 |
はりの応力 |
はりの曲げ応力を説明できる。
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13週 |
はりの応力 |
横断面の図心と断面二次モーメントを説明できる。
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14週 |
はりの応力 |
平等強さのはりを説明できる。
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15週 |
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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 | 力学 | 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。 | 4 | |
荷重が作用した時の材料の変形を説明できる。 | 4 | 前1,前2,後1 |
応力とひずみを説明できる。 | 4 | 前2,後2 |
フックの法則を理解し、弾性係数を説明できる。 | 4 | 前3,後3 |
許容応力と安全率を説明できる。 | 4 | 前4,後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。 | 4 | |
線膨張係数の意味を理解し、熱応力を計算できる。 | 4 | 前7,前8 |
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 | |
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 | |
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 | |
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 | |
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 | |
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 | |
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。 | 4 | |
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。 | 4 | |
各種のはりについて、たわみ角とたわみを計算できる。 | 4 | |
材料 | 機械材料に求められる性質を説明できる。 | 3 | 後3 |
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 | 後3 |
引張試験の方法を理解し、応力-ひずみ線図を説明できる。 | 4 | 後3 |
硬さの表し方および硬さ試験の原理を説明できる。 | 4 | |
金属と合金の結晶構造を説明できる。 | 3 | |
金属と合金の状態変化および凝固過程を説明できる。 | 3 | |
合金の状態図の見方を説明できる。 | 3 | |
塑性変形の起り方を説明できる。 | 3 | |
加工硬化と再結晶がどのような現象であるか説明できる。 | 3 | |
鉄鋼の製法を説明できる。 | 3 | |
炭素鋼の性質を理解し、分類することができる。 | 3 | |
Fe-C系平衡状態図の見方を説明できる。 | 3 | |
焼きなましの目的と操作を説明できる。 | 3 | |
焼きならしの目的と操作を説明できる。 | 3 | |
焼入れの目的と操作を説明できる。 | 3 | |
焼戻しの目的と操作を説明できる。 | 3 | |