到達目標
・はりの曲げ応力とたわみを計算できる。
・軸のねじり応力とねじり角を計算できる。
・衝撃応力を計算できる。
・座屈および応力集中を理解し、応力を計算できる。
・2軸応力状態を理解し、主応力等を計算できる。
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 |
評価項目1 | 不静定のはりの応力、たわみを計算できる。 | 簡単な支持のはりの応力、たわみを計算できる。 | 簡単な支持のはりの応力、たわみを計算できない。 |
評価項目2 | 与えられた伝達動力について適切な軸を計算できる。l | 簡単なねじりの応力とねじり角を計算できる。 | 簡単なねじりの応力とねじり角を計算できない。 |
評価項目3 | 組み合わせばねの弾性係数を計算できる。l | ばねの弾性係数の内容を知り与えられた寸法のばねの弾性係数を計算できる。 | ばねの弾性係数の内容を知り与えられた寸法のばねの弾性係数を計算できない。 |
評価項目4 | 複合部材の衝撃応力を計算できる。 | 単一部材の衝撃応力を計算できる。 | 単一部材の衝撃応力を計算できない。 |
評価項目5 | 座屈応力と応力集中による最大応力を計算できる。 | 座屈と応力集中を説明できる。 | 座屈と応力集中を説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
構造物に外力が働くとき、その部材あるいは全体がその荷重に耐えられるかどうかは、部材に生じる力や変形で決まる。材料力学では、応力とひずみの概念を理解し、加重と応力およびひずみの関係を計算する手法を学び、それを機械設計に応用する考え方を身に着けることを目指す。
授業の進め方・方法:
テキストに従って講義を進める。学生は本文の解説を受けた後練習問題と取り組むことによって内容の理解を深める。練習問題の解答説明を行い、そのとき質疑応答をする。電卓使用可。
注意点:
実際の物を想像しつつ問題に取り組むことが重要。1cmならこのくらい、3mならこのくらい、1kgfならこのくらいなど実感できるものに置きかえてみることである。
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 |
断面2次モーメント1 |
はりの変形や応力を求めるのに必要となる量である断面二次モーメントの定義を理解し、計算できる
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2週 |
断面2次モーメント2 |
いろんな形状の断面二次モーメントを計算できる。
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3週 |
はりの曲げ応力1 |
中立軸、中立面を理解し、曲げ応力の基礎式を導ことができる。
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4週 |
はりの曲げ応力2 |
集中荷重が働くはりのたわみを計算できる。
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5週 |
はりの曲げ応力3 |
分布荷重が働くはりのたわみを計算できる。
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6週 |
はりの曲げ応力4 |
不静定はりのたわみを計算できる。
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7週 |
はりの曲げ応力5 |
分布荷重が働くはりのたわみを計算できる。
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8週 |
前期中間試験 |
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2ndQ |
9週 |
試験返却・解答 |
試験結果を検討し、理解不足の点を解消する。
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10週 |
はりのたわみ1 |
はりのたわみの基礎式を導くことができる,
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11週 |
はりのたわみ2 |
片持ちはりのたわみを計算できる。
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12週 |
はりのたわみ3 |
両端支持はりのたわみを計算できる。
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13週 |
はりのたわみ4 |
不静定のはり(変形量を考えなければならない問題)を取り扱うことができる。
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14週 |
はりのたわみ5 |
各断面に生じる応力が一定のはりの形状を求めることができる。
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15週 |
前期期末試験 |
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16週 |
試験返却・解答 |
試験結果を検討し、理解不足の点を解消する。
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後期 |
3rdQ |
1週 |
軸のねじり1 |
ねじり応力の基礎式を導くことができる。
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2週 |
軸のねじり2 |
動力とトルクの関係を説明できる。
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3週 |
軸のねじり3 |
伝達動力にあった軸径を決定できる。
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4週 |
軸のねじり4 |
許容応力と許容変形量を考慮した軸を決定できる。
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5週 |
コイルばね |
コイルばねの径、巻き数、素線径を決定できる。
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6週 |
衝撃応力1 |
運動エネルギと内部エネルギの関係を説明できる。
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7週 |
衝撃応力2 |
エネルギ保存則を使って衝撃応力を求めることができる。
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8週 |
後期中間試験 |
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4thQ |
9週 |
試験返却・解答 |
試験結果を検討し、理解不足の点を解消する。
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10週 |
座屈1 |
オイラーの座屈式を導くことができる。
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11週 |
座屈2 |
いろんな拘束条件に対する座屈応力を求めることができる。
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12週 |
応力集中 |
力が集中する現象を知り、その大きさを計算できる。
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13週 |
平面応力とモール円1 |
垂直応力とせん断応力が同時に働くときの応力状態を説明できる。
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14週 |
平面応力とモール円2 |
モールの応力円を利用し最大応力を計算できる。
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15週 |
後期期末試験 |
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16週 |
試験返却・解答 |
試験結果を検討し、理解不足の点を解消する。
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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 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
総合評価割合 | 60 | 0 | 0 | 10 | 30 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 |
専門的能力 | 50 | 0 | 0 | 10 | 30 | 0 | 90 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |