材料力学Ⅲ

科目基礎情報

学校	明石工業高等専門学校	開講年度	2017
授業科目	材料力学Ⅲ
科目番号	0021	科目区分	専門 / 選択
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	5
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材	プリント配布
担当教員	森下 智博

到達目標

1) 平面図形の諸量に関する定義と定理を説明でき、それらの諸量を計算できる。
2) 軸、真直はり、組合せはりについて、内力と応力の関係を説明でき、これらに関する諸公式を導出できる。
3) 曲りはりに生じる応力とたわみを計算できる。
4) 変位-ひずみ関係式とその座標変換式を簡単な問題に適用できる。
5) 球対称問題と軸対称問題における応力と変形を計算できる。
6) 材料力学の諸問題について、論理的思考に基づいて他者と議論できる。

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	平面図形の諸量に関する定義と定理を説明でき、それらの諸量を計算でき、強度設計に応用できる。	平面図形の諸量に関する定義と定理を説明でき、それらの諸量を計算できる。	平面図形の諸量に関する定義と定理を説明できず、それらの諸量を計算できない。
評価項目2	軸、真直はり、組合せはりについて、内力と応力の関係を説明でき、これらに関する諸公式を導出できるとともに、特殊な条件にも応用できる。	軸、真直はり、組合せはりについて、内力と応力の関係を説明でき、これらに関する諸公式を導出できる。	軸、真直はり、組合せはりについて、内力と応力の関係を説明できず、これらに関する諸公式を導出できない。
評価項目3	曲りはりの仮想断面に生じる応力の分布を説明でき、応力とたわみを計算できる。	曲りはりに生じる応力とたわみを計算できる。	曲りはりに生じる応力とたわみを計算できない。
評価項目4	変位-ひずみ関係式とその座標変換式を導出でき、それらを簡単な問題に適用できる。	変位-ひずみ関係式とその座標変換式を簡単な問題に適用できる。	変位-ひずみ関係式とその座標変換式を簡単な問題に適用できない。
評価項目5	球対称問題と軸対称問題の基本解法および境界条件を説明でき、応力と変形を計算できる。	球対称問題と軸対称問題における応力と変形を計算できる。	球対称問題と軸対称問題における応力と変形を計算できない。
評価項目6	材料力学の諸問題について、論理的思考に基づいて他者と議論でき、グループの意見をまとめることができる。	材料力学の諸問題について、論理的思考に基づいて他者と議論できる。	材料力学の諸問題について、論理的思考に基づいて他者と議論できない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育目標 (D) （基礎学力と自主的・継続的学習能力）

学習・教育目標 (H) （多次元的なシステム思考）

教育方法等

概要:

構造部材・機械部品の強度計算・強度評価ができるようになるとともに、関連事項を自主的・継続的に学習し、論理的思考と技術的議論ができるようになることを目指す。3年次の材料力学I、4年次の材料力学IIの学習内容を基礎として、より発展的な問題を学び、さらに高度な内容を扱う専攻科1年次の材料力学特論、および専攻科2年次の破壊力学に備える。

授業の進め方・方法:

授業の前にテキスト本文および例題を予習してくる。授業の冒頭で学習範囲の要点を教員が解説した後、グループディスカッションを行う。各グループで他グループに解答させる問題を作成し、提示する。逆に提示された問題をグループで協力して解答する。また疑問点・不明点は教員に質問し、それに対して教員が解説する。教員が用意した演習課題にグループで取り組む。

注意点:

本科目は、授業で保証する学習時間と、予習・復習及び課題レポート作成に必要な標準的な学習時間の総計が、45時間に相当する学習内容である。自ら考え、理解するよう努めること。授業時間内では、グループディスカッションに積極的に参加し、グループの学習活動に貢献すること。
合格の対象としない欠席条件(割合) 1/3以上の欠課

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	平面図形の性質(1) 断面一次モーメントと図心	各種断面について、図心を計算できる。
		2週	平面図形の性質(2) 断面二次モーメントと断面相乗モーメント	各種断面について、断面二次モーメント、断面二次極モーメント、断面相乗モーメント、断面の主軸を計算できる。
		3週	軸とはり(1) はりのせん断応力	はりの仮想断面に生じるせん断応力の状態を説明でき、その公式を導出できる。
		4週	軸とはり(2) 曲げ応力とねじり応力	真直はりと丸軸について、応力と内力の関係から、曲げ応力およびねじり応力の公式を導出できる。
		5週	軸とはり(3) 組合せはり応力	組合せはりについて、応力とひずみの分布状態を説明でき、応力と曲率の公式を導出できる。
		6週	曲りはり(1) 曲りはりの応力	曲りはりの仮想断面に生じる応力の分布を説明でき、その大きさを計算できる。
		7週	曲りはり(2) 曲りはりのたわみ	曲りはりに生じるたわみを計算できる。
		8週	中間試験
	2ndQ
		9週	変位とひずみ(1) 変位-ひずみ関係式、適合条件式	変位-ひずみ関係式および適合条件式を説明でき、簡単な問題に適用できる。
		10週	変位とひずみ(2) ひずみの座標変換、主ひずみと最大せん断ひずみ	平面ひずみ状態におけるひずみの座標変換式を説明でき、それを用いて、主ひずみと最大せん断ひずみを計算できる。
		11週	変位とひずみ(3) ひずみゲージによる応力の測定、弾性係数関の関係	抵抗線ひずみゲージの原理を説明でき、ロゼットゲージの測定値から平面応力の主応力を計算できる。弾性定数間に成り立つ関係式を説明できる。
		12週	球対称問題と軸対称問題(1) 厚肉球殻	内外圧が作用する厚肉球殻の対称性を説明でき、その応力と変形を計算できる。
		13週	球対称問題と軸対称問題(2) 厚肉円筒	内外圧が作用する厚肉円筒の対称性を説明でき、その応力と変形を計算できる。
		14週	球対称問題と軸対称問題(3) 組合せ円筒、円筒の熱応力	厚肉円筒に対する応力と変形の解を用いて、組合せ円筒の応力と変形を計算できる。内外面に温度差がある円筒の応力と変形を計算できる。
		15週	球対称問題と軸対称問題(4) 回転体	回転円板と回転円筒の対称性を説明でき、その応力と変形を計算できる。
		16週	期末試験

評価割合

	試験	発表	相互評価	態度	ポートフォリオ	その他	演習課題	合計
総合評価割合	60	0	0	10	0	0	30	100
基礎的能力	0	0	0	0	0	0	0	0
専門的能力	60	0	0	0	0	0	30	90
分野横断的能力	0	0	0	10	0	0	0	10