概要:
構造設計に計算機が多用されており,その専門家と共同してシステムを構築する際,情報交換が可能となる最低限の弾性体力学の知識として,その初歩である材料力学を学びます。外力作用下において弾性体内部に生じる応力や変形量等に関する基礎理論を習得します。
授業の進め方・方法:
テキストを中心に講義を実施。講義中に質問をし,理解度を測ります。適宜課題(宿題)を解いてらい,講義内容の復習をします。これらを総合して定期試験の出題範囲とします。
注意点:
出題レポート(宿題)は,次回の講義開始直前に教卓の前に提出すること。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
弾性体力学,材料力学とは |
弾性体および材料力学の大まかな内容とその重要性を理解できる。
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2週 |
静力学の復習 |
これまで学習した静力学について復習し,力の釣り合い式を立てることができる。
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3週 |
静力学の復習(続き) |
これまで学習した静力学について復習し,力のモーメントの釣り合い式を立てることができる。
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4週 |
材料力学序論 |
材料力学で取り扱う力の種類を理解し,より複雑な静力学の問題を解くことができる。
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5週 |
応力とひずみ |
応力とひずみの定義と応力-ひずみ関係を理解し,それらを説明することができる。
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6週 |
応力とひずみ(続き) |
フックの法則,安全率を理解し,より実際な問題を解くことができる。
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7週 |
軸力 |
軸力が作用する場合の問題の解き方を理解できる。
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8週 |
中間試験 |
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2ndQ |
9週 |
ねじり |
ねじりが作用する場合の応力,ひずみの導出方法を理解できる。
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10週 |
ねじり(続き) |
ねじりが作用する場合の具体的な問題の解き方が理解できる。
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11週 |
曲げによる応力 |
曲げが作用する場合の内力である,せん断力と曲げモーメントが計算できる。
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12週 |
曲げによる応力(続き) |
曲げが作用する場合の応力の導出方法を理解できる。
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13週 |
曲げによる応力(続き) |
曲げが作用する場合の,断面二次モーメントを求め,基礎的な問題に対して応力を計算することができる。
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14週 |
曲げによるたわみ |
たわみの微分方程式の導出方法を理解することができる。
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15週 |
曲げによるたわみ(続き) |
たわみの微分方程式からたわみを問題ごとに計算することができる。
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16週 |
期末試験 |
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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 |
基礎的能力 | 自然科学 | 物理 | 力学 | 物体に作用する力を図示することができる。 | 3 | 前2,前11 |
力の合成と分解をすることができる。 | 3 | 前2,前11 |
フックの法則を用いて、弾性力の大きさを求めることができる。 | 3 | 前5,前6,前7,前9,前10,前12 |
作用と反作用の関係について、具体例を挙げて説明できる。 | 3 | 前2 |
力のモーメントを求めることができる。 | 3 | 前3,前9,前11 |
剛体における力のつり合いに関する計算ができる。 | 3 | 前3,前4 |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 力学 | 荷重が作用した時の材料の変形を説明できる。 | 3 | 前4 |
応力とひずみを説明できる。 | 3 | 前5,前6,前7 |
フックの法則を理解し、弾性係数を説明できる。 | 3 | 前6,前7 |
応力-ひずみ線図を説明できる。 | 3 | 前6,前7 |
許容応力と安全率を説明できる。 | 2 | 前6 |
断面が変化する棒について、応力と伸びを計算できる。 | 2 | 前7 |
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。 | 3 | 前9 |
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。 | 3 | 前10 |
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。 | 2 | 前10 |
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。 | 3 | 前11 |
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。 | 3 | 前11 |
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。 | 3 | 前11,前12 |
曲げモーメントによって生じる曲げ応力およびその分布を計算できる。 | 3 | 前12,前13 |
各種断面の図心、断面二次モーメントおよび断面係数を理解し、曲げの問題に適用できる。 | 3 | 前13,前14 |
各種のはりについて、たわみ角とたわみを計算できる。 | 3 | 前15 |