到達目標
以下の各項目を到達目標とする。
①総和規約，テンソル量の考え方が理解できる．
②テンソル量としての応力，ひずみが理解できる．
③弾性体の構成式が理解できる．
④仮想仕事の原理による有限要素法の基礎式が理解できる．
⑤簡単な有限要素モデルの演習問題により，平面応力問題の有限要素解析が理解できる．
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 | 未到達レベルの目安 |
| 総和規約，テンソル量の考え方が8割以上理解できる． | 総和規約，テンソル量の考え方が6割以上理解できる．
| 総和規約，テンソル量の考え方が理解できない． |
| テンソル量としての応力，ひずみの問題が正確に（8割以上）解ける． | テンソル量としての応力，ひずみの問題がほぼ正確に（6割以上）解ける． | テンソル量としての応力，ひずみの問題が解けない． |
| 弾性体の構成式が8割以上理解できる． | 弾性体の構成式が6割以上理解できる． | 弾性体の構成式が理解できない． |
| 弾性解析のための有限要素法の基礎式の導出が8割以上理解できる． | 弾性解析のための有限要素法の基礎式の導出が6割以上理解できる． | 弾性解析のための有限要素法の基礎式の導出が理解できない． |
| 簡単な有限要素モデルの演習問題が正確に解け，平面応力問題の有限要素解析が8割以上理解できる． | 簡単な有限要素モデルの演習問題が正確に解け，平面応力問題の有限要素解析が6割以上理解できる． | 簡単な有限要素モデルの演習問題が解けず，平面応力問題の有限要素解析が理解できない． |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
本授業ではテンソル量としての応力，ひずみおよび応力・ひずみ関係の学習と，弾性解析に多用されている有限要素法の原理の理解を目標とする．
授業の進め方・方法:
・授業は板書を中心に行い，必要に応じてプリントを配布する．
・授業中，学習内容の理解度を確認する例題を出題するので，自ら解答し，復習すること．
注意点:
・平面の方程式，ベクトル解析が基礎となるので十分復習しておくこと．
・遅刻した場合，必ず教員にその旨申し出ること．
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
弾性力学の基礎 連続体とは・弾性力学の体系 |
連続体力学の体系と、弾性力学の位置付け・目的について理解出来る。
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| 2週 |
直交座標系におけるベクトルとテンソル 総和規約（ALレベルのC) |
クロネッカーのデルタ、交替記号、総和規約について理解出来る。
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| 3週 |
座標変換（ALレベルのC) |
直交座標系の座標変換公式について理解出来る。
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| 4週 |
応力と応力の平衡方程式１ 応力・応力の平衡方程式（ALレベルのC) |
応力と意味が理解でき、応力の平衡方程式が導出できる。
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| 5週 |
応力と応力の平衡方程式２ コーシーの関係・主応力と応力の不変量（ALレベルのC) |
コーシーの関係が理解でき、3次元状態における主応力・主応力方向・応力の不変量を計算することが出来る。
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| 6週 |
変形とひずみ１ 変形・ひずみ |
変形の意味と、ひずみの導出過程が理解出来る。
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| 7週 |
変形とひずみ２ ひずみの適合方程式・主ひずみとひずみの不変量（ALレベルのC) |
ひずみの適合方程式の意味、主ひずみ・ひずみの不変量を計算することが出来る。
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| 8週 |
中間のまとめ |
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| 2ndQ |
| 9週 |
弾性体の構成式１ 弾性材料と線形弾性理論（ALレベルのC) |
弾性体の構成式、弾性体の応力ひずみ関係について理解することが出来る。
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| 10週 |
弾性体の構成式２ 等方弾性体の構成式（ALレベルのC) |
等方弾性体の応力ひずみ関係の導出過程が理解出来る。
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| 11週 |
有限要素法による２次元弾性解析１ 平面問題の構成式・変形とひずみ（ALレベルのC) |
平面問題における応力ひずみ関係が理解でき、有限要素法における変形とひずみの表し方が理解出来る。
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| 12週 |
有限要素法による２次元弾性解析２ 形状関数・仮想仕事の原理（ALレベルのC) |
要素の形状関数、仮想仕事の原理の式が理解出来る。
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| 13週 |
有限要素法による２次元弾性解析３ 剛性マトリックス（ALレベルのC) |
三角形要素における剛性マトリックスの導出過程が理解出来る。
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| 14週 |
有限要素法による２次元弾性解析４ 境界条件・連立一次方程式の解法（ALレベルのC) |
有限要素法における境界条件の表し方、連立一次方程式の解法が理解出来る。
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| 15週 |
期末試験 |
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| 16週 |
期末試験の解答と解説 |
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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。 | 4 | |
| 応力とひずみを説明できる。 | 5 | |
| フックの法則を理解し、弾性係数を説明できる。 | 5 | |
評価割合
| 試験 | レポート | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 20 | 100 |
| 得点 | 80 | 20 | 100 |