材料力学ⅡA

科目基礎情報

学校 豊田工業高等専門学校 開講年度 平成31年度 (2019年度)
授業科目 材料力学ⅡA
科目番号 14102 科目区分 専門 / 選択必修1
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 機械工学科 対象学年 4
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 「材料力学」 中島正貴 著 (コロナ社) ISBN 4-339-04469-5/プリント等
担当教員 中村 裕紀

到達目標

(ア)内圧の作用する薄肉構造物に生じる応力と変形を求めることができる。
(イ)ねじりモーメントの作用する丸棒に生じる応力と変形を求めることができる。
(ウ)軸(シャフト)が伝達できる動力を計算できる。
(エ)コイルばねの変形がねじりに起因していることを理解する。
(オ)はりに作用する曲げモーメントとせん断力について理解する。
(カ)片持ばりと両端支持はりについて曲げモーメントとせん断力を求めることができる。
(キ)種々のはりについて曲げモーメント線図(BMD)とせん断力線図(SFD)を描くことができる。
(ク)種々の断面における図心の位置を計算できる。
(ケ)はりに生じる応力を求めることができる。

ルーブリック

理想的な到達レベルの目安(優)標準的な到達レベルの目安(良)未到達レベルの目安(不可)
評価項目(ア)内圧の作用する薄肉構造物に生じる応力と変形を求めることができる。内圧の作用する薄肉構造物に生じる応力を求めることができる。内圧の作用する薄肉構造物に生じる応力と変形を求めることができない。
評価項目(イ)ねじりモーメントの作用する丸棒およびコイルバネに生じる応力と変形を求めることができる。ねじりモーメントの作用する丸棒に生じる応力と変形を求めることができる。ねじりモーメントの作用する丸棒に生じる応力と変形を求めることができない。
評価項目(ウ)種々のはりについて曲げモーメント線図(BMD)とせん断力線図(SFD)を描くことができ,はりに生じる応力をもとめることができる。種々のはりについて曲げモーメント線図(BMD)とせん断力線図(SFD)を描くことができる。はりについて曲げモーメント線図(BMD)とせん断力線図(SFD)を描くことができない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 C2-1
JABEE d
本校教育目標 ①

教育方法等

概要:
内圧が作用するパイプや球殻のような薄肉構造について学ぶ。続いて機械要素に作用する力(モーメント)の一つであるねじりを取り扱う。伝達軸やコイルばねはねじりの応用例であり、これらに生じる応力や変形について学ぶ。その後、これも機械要素に作用する力(モーメント)の一つである曲げについて学ぶ。曲げの作用する構造をはりと呼ぶが、はりに作用する様々な力を曲げモーメントとせん断力に還元する手法について学び、はりに生じる応力を求める。
授業の進め方と授業内容・方法:
注意点:
事前に履修、修得しておくことが望ましい科目:材料力学I。授業後に必ず復習し、学習内容の理解を深めること。

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
前期
1週 薄肉円環、円筒および球殻:薄肉、円周(フープ)応力、円周ひずみ 内圧の作用する薄肉構造物に生じる応力と変形を求めることができる。
2週 丸棒のねじり:ねじりモーメント、ねじり剛性、リミットモーメント(課題:ねじりモーメントの作用する丸棒に生じる応力と変形) ねじりモーメントの作用する丸棒に生じる応力と変形を求めることができる。
3週 丸棒のねじり:ねじりモーメント、ねじり剛性、リミットモーメント(課題:ねじりモーメントの作用する丸棒に生じる応力と変形) ねじりモーメントの作用する丸棒に生じる応力と変形を求めることができる。
4週 伝達軸:トルク、軸(シャフト) 軸(シャフト)が伝達できる動力を計算できる。
5週 コイルばね:密巻きコイルばね、ばね定数 コイルばねの変形がねじりに起因していることを理解する。
6週 はりの曲げ:静定はり、不静定はり、集中荷重、分布荷重、曲げ(課題:はりに作用する曲げモーメントとせん断力) はりに作用する曲げモーメントとせん断力について理解する。
7週 はりの曲げ:静定はり、不静定はり、集中荷重、分布荷重、曲げ(課題:はりに作用する曲げモーメントとせん断力) はりに作用する曲げモーメントとせん断力について理解する。
8週 曲げモーメントとせん断力:曲げモーメント図(BMD)、せん断力図(SFD)、危険断面(課題:BMDとSFD) はりに作用する曲げモーメントとせん断力について理解する。
9週 曲げモーメントとせん断力:曲げモーメント図(BMD)、せん断力図(SFD)、危険断面(課題:BMDとSFD) はりに作用する曲げモーメントとせん断力について理解する。
10週 片持ばりと両端支持はり:反力、スパン 片持ばりと両端支持はりについて曲げモーメントとせん断力を求めることができる。
11週 荷重、せん断力および曲げモーメントの関係:力のつりあい、モーメントのつりあい 種々のはりについて曲げモーメント線図(BMD)とせん断力線図(SFD)を描くことができる。
12週 荷重、せん断力および曲げモーメントの関係:力のつりあい、モーメントのつりあい 種々のはりについて曲げモーメント線図(BMD)とせん断力線図(SFD)を描くことができる。
13週 はりに生じる応力:中立軸、曲げ応力、曲げ剛性 はりに生じる応力を求めることができる。
14週 図心と断面一次モーメント:重心、面積モーメント 種々の断面における図心の位置を計算できる。
15週 前期のまとめ 定期試験の答案を返却し,理解度を確認する。
16週

評価割合

中間試験定期試験課題合計
総合評価割合304525100
専門的能力304525100