材料力学Ⅰ

科目基礎情報

学校 米子工業高等専門学校 開講年度 令和03年度 (2021年度)
授業科目 材料力学Ⅰ
科目番号 0050 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 電子制御工学科 対象学年 3
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 小峯龍男:図解ゼロからわかる材料力学(技術評論社)
担当教員 原田 篤

到達目標

1.材料力学の基本的な知識について説明できる
2.荷重と応力,応力とひずみ,外力と変形,許容応力,安全率,応力集中について説明・計算できる
3.丸棒のねじりについて説明及び伝動軸の強度設計を行うことができる
4.はりの基本的な計算ができ,せん断力図と曲げモーメント図が描ける
について理解する.

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材料力学の基本的な知識について適切に説明できる材料力学の基本的な知識について説明できる材料力学の基本的な知識について説明できない
評価項目2荷重と応力,応力とひずみ,外力と変形,許容応力,安全率,応力集中について適切に説明・計算できる荷重と応力,応力とひずみ,外力と変形,許容応力,安全率,応力集中について説明・計算できる荷重と応力,応力とひずみ,外力と変形,許容応力,安全率,応力集中について説明・計算できない
評価項目3丸棒のねじりについて説明及び伝動軸の強度設計を適切に行うことができる丸棒のねじりについて説明及び伝動軸の強度設計を行うことができる丸棒のねじりについて説明及び伝動軸の強度設計を行うことができない
評価項目4はりの基本的な計算が適切にでき,せん断力図と曲げモーメント図が正確に描ける はりの基本的な計算ができ,せん断力図と曲げモーメント図が描ける はりの基本的な計算ができず,せん断力図と曲げモーメント図が描けない

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 A 説明 閉じる

教育方法等

概要:
この講義は電子制御系エンジニアの「基礎力」を養成する科目で,3年生では,材料力学の基本であるフックの法則を中心に,まず応力とひずみの関係を述べ,「引張り・圧縮」に関するさまざまな問題についてその法則をいかに適用したらよいか解説する。さらに丸棒のねじりでは,とかく初学者を惑わせやすい「せん断」のメカニズムや応力の働き方についても解説する。計算問題では,解析1で学習するマクローリン展開による近似を活用し,エンジニアとして重要な,精度とコストに関する考え方を養う。また,適宜,国内外の事例紹介を盛り込み,授業内容と現実問題との関連付けや技術者倫理及びグローバル視点の大切さなどにも言及する。
授業の進め方・方法:
教科書に従い,各項目を説明の後,例題を用いて学生の理解を確実にしていく。質問は随時受け付けます。昼休憩か放課後に研究室を訪ねてください。
注意点:
特別な理由もなく授業を休んだり,或いは授業中,居眠りや内職を繰り返すようでは当然高学年の専門教育にはついて行けないし将来のエンジニアとしても見込めない。専門的な知識の修得については懇切丁寧を心掛けるが,遅刻や欠課(欠席),そして居眠りなど聴講態度の悪さには厳しく対応する.更に,特別欠席以外の追試験は行わず,白紙に近い答案を繰り返すなど努力の跡が伺えない場合は,再試験や追認試験も行わない。

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 ガイダンス,材料力学の歴史,力の種類と表し方 材料力学の歴史が理解でき,力の種類と表し方を説明できる。
2週 荷重の種類 基本的な各種荷重について説明できる
3週 荷重の種類 基本的な各種荷重について説明できる
4週 応力とひずみの基本 基本的な応力とひずみの関係について説明できる
5週 外力と変形の基本 基本的な外力と変形の関係について説明できる
6週 クリープと疲労,中実材と中空材の基本 クリープと疲労,中実材と中空材について説明できる
7週 モーメントとトルク,柱と骨組み構造の基本 モーメントとトルク,柱と骨組み構造の基本について説明できる
8週 前期中間までの復習(前期中間試験) 前期中間までに習った内容を理解する
2ndQ
9週 軸荷重と応力,縦弾性係数 軸荷重と応力,縦弾性係数の関係について説明・計算できる
10週 軸荷重と応力に関する例題 軸荷重と応力に関する例題について説明・計算できる
11週 横ひずみとポアソン比,横弾性係数,安全率 横ひずみとポアソン比,横弾性係数,安全率について説明・計算できる
12週 加工で発生する応力,応力集中 加工で発生する応力,応力集中について説明・計算できる
13週 熱ひずみと熱応力 熱ひずみと熱応力について説明・計算できる
14週 例題演習 前期期末までの例題を理解できる
15週 前期期末試験 前期末までに習った内容を理解する
16週 前期末までの復習 前期末までに習った内容について,自らの課題を認識し修正できる
後期
3rdQ
1週 ねじりモーメント,ひずみ,応力 ねじりモーメント,ひずみ,応力について説明・計算できる
2週 ねじりによる軸の変形 ねじりによる軸の変形について説明・計算できる
3週 断面二次極モーメントと横断面係数 断面二次極モーメントと横断面係数について説明・計算できる
4週 ねじりモーメントと軸径 ねじりモーメントと軸径について説明・計算できる
5週 伝動軸 伝動軸について説明・計算できる
6週 伝動軸の軸径 伝動軸の軸径について説明・計算できる
7週 伝動軸のねじり 伝動軸のねじりについて説明・計算できる
8週 後期中間までの復習(後期中間試験) 後期中間までに習った内容を理解する
4thQ
9週 はりの種類と表し方と解き方 はりの種類と表し方,解き方について説明できる
10週 はりの支点反力 はりの支点反力について説明・計算できる
11週 はりのせん断力 はりのせん断力について説明・計算できる
12週 はりの曲げモーメント はりの曲げモーメントについて説明・計算できる
13週 集中荷重をうけるはりのS.F.D.とB.M.D 集中荷重をうけるはりのS.F.D.とB.M.Dを描ける
14週 等分布荷重をうけるはりのS.F.D.とB.M.D 等分布荷重をうけるはりのS.F.D.とB.M.Dを描ける
15週 学年末試験 学年末までに習った内容を理解する
16週 学年末までの復習 学年末までに習った内容について,自らの課題を認識し修正できる

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80002000100
基礎的能力000200020
専門的能力800000080
分野横断的能力0000000