基礎材料力学A, Bで身に付けた基礎を生かし、機械設計の実務との関連が高い、軸のねじり、衝撃応力、長柱の座屈、カスチリアノの定理について学習し、例題や演習を通して理解を深める。
概要:
昨年度、基礎材料力学Ａ・Ｂで学習したことを踏まえ、軸のねじり、衝撃応力、長柱の座屈、カスチリアノの定理を中心に学習し、より多くの例題や演習に取り組み、理解を深める。
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。
・同時に履修している基礎機械要素や機械設計製図等と関連しており重要な科目である。
注意点:
・物理の力学、数学の微分積分の基礎知識を理解し、復習しておくこと。電卓を持参すること。
・講義毎に例題・演習問題を解くため、これらに積極的に取り組むことが要求される。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
軸のねじり |
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。
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| 2週 |
軸のねじり |
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。
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| 3週 |
軸のねじり |
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。
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| 4週 |
コイルばね |
円筒形コイルばねに生じるせん断応力とたわみを計算できる。
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| 5週 |
コイルばね |
円筒形コイルばねに生じるせん断応力とたわみを計算できる。
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| 6週 |
衝撃応力 |
弾性エネルギーの意味を理解し、衝撃応力を計算できる。
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| 7週 |
衝撃応力 |
弾性エネルギーの意味を理解し、衝撃応力を計算できる。
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| 8週 |
衝撃応力 |
弾性エネルギーの意味を理解し、衝撃応力を計算できる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
長柱の座屈 |
座屈現象を理解し、座屈荷重及び座屈応力を計算できる。
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| 10週 |
長柱の座屈 |
座屈現象を理解し、座屈荷重及び座屈応力を計算できる。
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| 11週 |
長柱の座屈 |
座屈現象を理解し、座屈荷重及び座屈応力を計算できる。
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| 12週 |
カスチリアノの定理 |
部材が引張や圧縮を受ける場合のひずみエネルギーを計算できる。
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| 13週 |
カスチリアノの定理 |
部材が曲げやねじりを受ける場合のひずみエネルギーを計算できる。
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| 14週 |
カスチリアノの定理 |
カスチリアノの定理を理解し、不静定はりの問題などに応用できる。
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| 15週 |
カスチリアノの定理 |
カスチリアノの定理を理解し、不静定はりの問題などに応用できる。
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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 | 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。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 一点に作用する力のつりあい条件を説明できる。 | 4 | |
| 力のモーメントの意味を理解し、計算できる。 | 4 | |
| 偶力の意味を理解し、偶力のモーメントを計算できる。 | 4 | |
| 着力点が異なる力のつりあい条件を説明できる。 | 4 | |
| 荷重が作用した時の材料の変形を説明できる。 | 4 | |
| 応力とひずみを説明できる。 | 4 | |
| フックの法則を理解し、弾性係数を説明できる。 | 4 | |
| 許容応力と安全率を説明できる。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 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 | |
| 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 | 前1 |
| 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 | 前2 |
| 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 | 前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。 | 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 | |
| 多軸応力の意味を説明できる。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 部材が引張や圧縮を受ける場合のひずみエネルギーを計算できる。 | 4 | 前12 |
| 部材が曲げやねじりを受ける場合のひずみエネルギーを計算できる。 | 4 | 前13 |
| カスティリアノの定理を理解し、不静定はりの問題などに適用できる。 | 4 | 前14,前15 |
| 分野別の工学実験・実習能力 | 機械系分野【実験・実習能力】 | 機械系【実験実習】 | レポートの作成の仕方を理解し、実践できる。 | 4 | |