1. はりのたわみと,たわみ角を求めることができる。
2. 不静定ばりの曲げ問題を解くことができる。
3. ラーメン構造について,解くことができる。
4. 連続ばりの問題を解くことができる。
5. 円形断面軸のねじれ角,ねじり応力を計算できる。
6. 組み合わせ応力について,モール円を用い主応力,主応力面,および主せん断応力を求めることができる。
7. 基本的な問題を,エネルギ法を用いて解くことができる。
概要:
材料力学は,各種構造物や機器の強度設計上必要な工学の基礎科目である。3年次に引き続き,機械を設計するために必要となる基本的な荷重を受ける部材の力学的解析手法(曲げ問題,ねじり問題,組合せ応力問題),ならびに材料の機械的性質とそれを支配する法則を修得することを目的とする。ものづくりにおける問題について,事象をモデル化し課題を解決する実践的能力を養う。
授業の進め方・方法:
教科書,スライド等を用い,材料力学の知識と,問題の解法や考え方を解説する。
講義内容の復習のための課題を与える。
【MCC対応】Ⅴ-A-3力学
注意点:
【評価方法・評価割合】
・前期末試験,後期中間試験,学年末試験を実施する。
・評価割合 前期末:前期中間試験(35%),前期末試験(35%),前期課題(30%)
学年末:前期中間試験(17.5%),前期末試験(17.5%),後期中間試験(17.5%)・学年末試験(17.5%),通年課題(30%)
・成績の評価基準として60点以上を合格とする。
・到達目標の達成を確認するために,追試験を行うことがある.
・関数電卓を持参すること。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
曲げ問題 (1)たわみの基礎式 |
たわみの基礎式について理解し知識を応用できる。
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2週 |
曲げ問題 (2)たわみとたわみ角の計算 |
たわみとたわみ角の計算について理解し知識を応用できる。
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3週 |
曲げ問題 (3)基本的なはりのたわみとたわみ角 |
基本的なはりのたわみとたわみ角について理解し知識を応用できる。
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4週 |
曲げ問題 (4)面積モーメント法の利用 |
面積モーメント法について理解し知識を応用できる。
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5週 |
曲げ問題 (5)不静定ばりのたわみ(積分法) |
不静定ばりのたわみ(積分法)について理解し知識を応用できる。
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6週 |
曲げ問題 (6)不静定ばりのたわみ(重ね合せ法) |
不静定ばりのたわみ(重ね合せ法)について理解し知識を応用できる。
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7週 |
曲げ問題 (7)不静定ばりのたわみ(復習) |
不静定ばりのたわみの応用問題について理解し知識を応用できる。
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8週 |
曲げ問題 (8)ラーメン構造 |
ラーメン構造について理解し知識を応用できる。
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2ndQ |
9週 |
曲げ問題 (9)不静定ラーメン |
不静定ラーメンについて理解し知識を応用できる。
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10週 |
曲げ問題(10)連続ばりの解法 |
連続ばりの解法について理解し知識を応用できる。
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11週 |
曲げ問題(11)3モーメントの定理 |
3モーメントの定理について理解し知識を応用できる。
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12週 |
曲げ問題(12)複雑なはりの問題 |
複雑なはりの問題について理解し知識を応用できる。
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13週 |
曲げ問題(13)はりの設計 |
はりの設計について理解し知識を応用できる。
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14週 |
曲げ問題(14)曲げ問題の復習 |
曲げ問題について理解し知識を応用できる。
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15週 |
前期の復習 |
曲げ問題について理解し知識を応用できる。
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16週 |
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後期 |
3rdQ |
1週 |
ねじり問題 (1)円形断面軸のねじり |
円形断面軸のねじりについて理解し知識を応用できる。
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2週 |
ねじり問題 (2)断面2次極モーメントとねじり剛性 |
断面2次極モーメントとねじり剛性について理解し知識を応用できる。
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3週 |
ねじり問題 (3)伝動軸 |
伝動軸について理解し知識を応用できる。
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4週 |
ねじり問題 (4)演習 |
ねじり問題について理解し知識を応用できる。
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5週 |
ねじり問題 (5)ねじりと組合わせ応力問題 |
ねじりと組合わせ応力問題について理解し知識を応用できる。
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6週 |
ねじり問題 (6)主応力とモールの応力円 |
主応力とモールの応力円について理解し知識を応用できる。
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7週 |
ねじり問題 (7)弾性係数間の関係 |
弾性係数間の関係について理解し知識を応用できる。
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8週 |
復習 |
引張圧縮,曲げ,ねじりが同時に作用する問題を理解し,知識を応用できる。
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4thQ |
9週 |
エネルギ法 (1)ひずみエネルギ |
ひずみエネルギについて理解し知識を応用できる。
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10週 |
エネルギ法 (2)エネルギ解法 |
エネルギ解法について理解し知識を応用できる。
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11週 |
エネルギ法 (3)引張圧縮問題 |
引張圧縮問題のエネルギ解法について理解し知識を応用できる。
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12週 |
エネルギ法 (4)カスチリアノの定理と応用 |
カスチリアノの定理について理解し知識を応用できる。
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13週 |
エネルギ法 (5)曲げ問題 |
曲げ問題のエネルギ解法について理解し知識を応用できる。
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14週 |
エネルギ法 (6)ねじり問題 |
ねじり問題のエネルギ解法について理解し知識を応用できる。
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15週 |
材料力学分野の総合問題 |
材料力学分野の総合問題について理解し知識を応用できる。
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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 | 動力の意味を理解し、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 | |
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 | |
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 | |
多軸応力の意味を説明できる。 | 3 | |
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。 | 3 | |
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 | |
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 | |
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 | |