概要:
機械設計では、材料力学で学んだ知識を実践する機会が多い。本講義では、固体材料の力と変形に関する基礎知識（弾性変形）を学び、材料の機械的強度として評価される引張り、圧縮、ねじり、曲げ荷重に関する力学的挙動（変形、ひずみ）を学習する。
授業の進め方・方法:
教科書を中心に解説を行い、演習ならびにその応用問題より理解を深める。
注意点:
教科書の例題および演習問題等は、授業中に解説する。問題の多様性を考慮に入れ、解答を得るまでのステップを明確にし、間違いやすい箇所は自身でチェックすることが重要である。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
材料力学の位置づけ |
機械工学における材料力学の位置づけが理解できる。
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| 2週 |
力と圧力 |
圧力と応力の違いを説明できる。
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| 3週 |
材料の変形 |
荷重の種類による変形の違いを説明することができる。
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| 4週 |
荷重の種類 |
材料に作用する荷重を分類することができる。
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| 5週 |
応力とひずみ |
応力とひずみの定義及びフックの法則を説明できる。
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| 6週 |
材料の力学的性質 |
応力とひずみの関係を図により表すことができる。
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| 7週 |
前期中間試験 |
試験問題に対して，正しい解答を記述することができる。
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| 8週 |
試験返却・解答 |
試験結果を確認し，解説により理解不十分な箇所を充足することができる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
許容応力と安全率 |
許容応力と安全率の関係を説明することができる。
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| 10週 |
引張りと圧縮 |
引張りと圧縮荷重に対する変形を計算することができる。
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| 11週 |
断面が一様でない棒の伸び |
段付き棒及び断面が一様でない棒の変形を計算することができる。
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| 12週 |
静定と不静定 |
静定問題と不静定問題を区別することができる。
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| 13週 |
重ね合わせの原理 |
重ね合わせの原理を理解することができる。
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| 14週 |
熱応力問題 |
材料の熱膨張を考慮に入れて応力を計算することができる。
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| 15週 |
前期末試験 |
試験問題に対して，正しい解答を記述することができる。
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| 16週 |
試験返却・解答 |
試験結果を確認し，解説により理解不十分な箇所を充足することができる。
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
ねじりの基本的な考え方 |
ねじりの基本的な考えを説明することができる。
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| 2週 |
軸の応力 |
ねじりにより軸に発生するせん断応力を計算することができる。
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| 3週 |
軸のねじれ角 |
ねじりによるねじれ角を計算することができる。
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| 4週 |
軸径が変化する軸 |
軸径が変化する軸の問題を解くことができる。
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| 5週 |
中空軸のねじり |
中空軸のねじり問題を解くことがができる。
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| 6週 |
ねじりの不静定問題 |
ねじりの不静定問題を解くことができる。
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| 7週 |
後期中間試験 |
試験問題に対して，正しい解答を記述することができる。
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| 8週 |
試験返却・解答 |
試験結果を確認し，解説により理解不十分な箇所を充足することができる。
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| 4thQ |
| 9週 |
はり |
はりの支持方法などの基本的な考え方を説明できる。
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| 10週 |
はりに加わる荷重 |
はりに対する集中荷重、分布荷重を説明できる。
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| 11週 |
はりのつりあいと反力 |
はりの支点に生じる反力を求められる。
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| 12週 |
せん断力と曲げモーメント |
仮想断面の考え方を理解し、はり内部に生じるせん断力と曲げモーメントが求められる。
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| 13週 |
両端支持はり |
両端支持はりのせん断力図、曲げモーメント図が描ける。
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| 14週 |
片持ちはり |
片持ちはりのせん断力図、曲げモーメント図が描ける。
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| 15週 |
学年末試験 |
試験問題に対して，正しい解答を記述することができる。
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| 16週 |
試験返却・解答 |
試験結果を確認し，解説により理解不十分な箇所を充足することができる。
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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 | 機械設計 | 許容応力、安全率、疲労破壊、応力集中の意味を説明できる。 | 1 | |
| 軸の強度、変形、危険速度を計算できる。 | 2 | |
| キーの強度を計算できる。 | 2 | |
| 力学 | 力は、大きさ、向き、作用する点によって表されることを理解し、適用できる。 | 4 | |
| 一点に作用する力の合成と分解を図で表現でき、合力と分力を計算できる。 | 4 | |
| 一点に作用する力のつりあい条件を説明できる。 | 4 | |
| 力のモーメントの意味を理解し、計算できる。 | 4 | |
| 偶力の意味を理解し、偶力のモーメントを計算できる。 | 4 | |
| 着力点が異なる力のつりあい条件を説明できる。 | 4 | |
| 重心の意味を理解し、平板および立体の重心位置を計算できる。 | 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 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 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 | |