到達目標
(科目コード:A1195,英語名:Introduction to Solid Mechanics) (本科目は第2学期に実施する。週2回行うので十分に注意すること。授業計画の週は回と読み替えること。)
この科目は長岡高専の教育目標の(D)と主体的に関わる。この科目の到達目標と、各到達目標と長岡高専の学習・教育到達目標との関連を、到達目標、評価の重み、学習・教育目標との関連の順で次に示す。
①.固体力学の強度評価への重要性、3次元弾性問題における応力とひずみの概念を理解できる。(10%) D1
②.直交座標系および極座標系における、2次元弾性体の基礎方程式、応力関数および境界条件などについて理解できる。(40%) D1
③.2次元弾性体のいくつかのの基本解,円孔の応力集中問題について理解できる。(30%) D1
④.破壊力学の基礎事項について理解できる。(20%) D1
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 | 最低限の到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
評価項目1 | 固体力学の強度評価への重要性、3次元弾性問題における応力とひずみの概念を詳細に理解できる。 | 固体力学の強度評価への重要性、3次元弾性問題における応力とひずみの概念を理解できる。 | 固体力学の強度評価への重要性、3次元弾性問題における応力とひずみの概念を概ね理解できる。 | 左記に達していない。 |
評価項目2 | 直交座標系および極座標系における、2次元弾性体の基礎方程式、応力関数および境界条件などについて詳細に理解できる。 | 直交座標系および極座標系における、2次元弾性体の基礎方程式、応力関数および境界条件などについて理解できる。 | 直交座標系および極座標系における、2次元弾性体の基礎方程式、応力関数および境界条件などについて概ね理解できる。 | 左記に達していない。 |
評価項目3 | 2次元弾性体のいくつかのの基本解,円孔の応力集中問題について詳細に理解できる。 | 2次元弾性体のいくつかのの基本解,円孔の応力集中問題について理解できる。 | 2次元弾性体のいくつかのの基本解,円孔の応力集中問題について概ね理解できる。 | 左記に達していない。 |
評価項目4 | 破壊力学の基礎事項について詳細に理解できる。 | 破壊力学の基礎事項について理解できる。 | 破壊力学の基礎事項について概ね理解できる。 | 左記に達していない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
固体力学とは,数学を用いながら様々な固体の変形と強さをあらゆる条件下で、理論的・数値的に評価する学問分野の総称である。
本講義では,固体力学の強度評価への重要性、3次元弾性問題おける応力とひずみの概念を概説する。さらに、直交座標系および極座標系における2次元弾性体の基礎方程式と解析手法を学習し、応力集中問題や破壊力学への応用について概説する。
〇関連する科目:材料力学Ⅱ(M5年次履修)、材料力学Ⅱ(EC5年次履修)、材料設計工学(次年度履修)
授業の進め方・方法:
授業内容に関する範囲の課題を課すので、課題に取り組む過程にて、図書館にある参考書をよく読み、理解を深めること。
毎回の授業および試験時には、必ず電卓を持参すること。
この科目は学修単位科目のため、事前・事後学習としてレポート課題などを実施します。
注意点:
微分積分学(偏微分方程式等)と線形代数(ベクトル等)の基礎知識が必要である。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
2ndQ |
9週 |
固体力学の概要 3次元弾性問題における応力とひずみの概念 直交座標系における、ひずみと変位・応力とひずみ(フックの法則) |
固体力学の概要を理解 左記の授業内容に関する課題
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10週 |
二次元弾性体の基礎方程式(平衡方程式) 二次元弾性体の基礎方程式(適合条件と応力関数) |
二次元弾性体の基礎方程式についての理解 左記の授業内容に関する課題
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11週 |
二次元弾性体の基礎方程式(重調和方程式) 基本的な二次元弾性体問題の解 |
二次元弾性体問題の解法についての理解 左記の授業内容に関する課題
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12週 |
中間試験 二次元弾性体の基礎方程式の極座標表示(その1) |
局座標系における二次元弾性体の基礎方程式についての理解 左記の授業内容に関する課題
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13週 |
二次元弾性体の基礎方程式の極座標表示(その2) 内外圧が作用する厚肉円筒問題 |
局座標系における二次元弾性体の基礎方程式についての理解 内外圧が作用する厚肉円筒問題の解法・結果の特徴についての理解 左記の授業内容に関する課題
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14週 |
円孔を有する無限板の応力集中問題 き裂を有する無限板の解と応力拡大係数1 |
円孔を有する無限板の応力集中問題の解法・結果の特徴についての理解 応力拡大係数の定義、計算法についての理解 左記の授業内容に関する課題
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15週 |
き裂を有する無限板の解と応力拡大係数2 破壊力学への応用 |
応力拡大係数の定義、計算法についての理解 破壊力学への応用についての理解 左記の授業内容に関する課題
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16週 |
期末試験 17週:試験解説と発展授業 |
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
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 | 荷重が作用した時の材料の変形を説明できる。 | 5 | 前2,前9,前12 |
応力とひずみを説明できる。 | 5 | 前1,前2,前9,前12 |
フックの法則を理解し、弾性係数を説明できる。 | 5 | 前3,前9,前12 |
評価割合
| レポート課題 | 中間試験 | 期末試験 | 合計 |
総合評価割合 | 30 | 30 | 40 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 30 | 30 | 40 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 |