到達目標
1. 多軸応力の意味を説明でき、二軸応力について任意の斜面に作用する主応力と最大せん断応力を計算できる。
2. 部材が引張や圧縮、ねじりを受ける場合のひずみエネルギを計算できる。
3. カスチリアノの定理を理解し、不静定はりの問題などに応用できる。
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 | 最低限の到達レベル(可) |
| 到達目標1 | 種々の金属材料の応力ひずみ関係から材料の機械適特性を評価できる。 | モールの応力円を描き主応力、最大せん断応力を計算できる。 | 多軸応力の意味を説明できる。 |
| 到達目標2 | 引張圧縮とねじりが同時に作用する部材のひずみエネルギを計算できる。 | 引張圧縮やねじりのいずれかを受けた部材のひずみエネルギを計算できる。 | 引張負荷を受けた部材のひずみエネルギを計算できる。 |
| 到達目標3 | カスチリアノの定理を使って不静定はりの反力を求めることができる。 | カスチリアノの定理を使って衝撃応力やはりのたわみを計算できる。 | カスチリアノの定理を説明できる。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
機械・構造物に外荷重が作用する場合，それらの部材又は全体が荷重に耐え得るか否かは，部材に生ずる力（応力）や変形（ひずみ）で決まる．本教科では，はり，軸及び柱を主対象に，応力と変形の算出法を理解し，機械設計に応用する知識・能力を身につけることを目標とする。この科目は企業で火力発電用ボイラの設計基準の研究を担当していた教員が，その経験を活かし、応力・ひずみ計算の手法等について講義形式で授業を行うものである。
授業の進め方・方法:
講義と演習問題で理解を深める。定期試験と小テストの結果で評価する。また，この科目は学修単位科目のため、事前・事後学習として演習課題の解答提出を課します。 【授業時間31時間＋自学自習時間60時間】
注意点:
講義内容を理解し、機械設計に応用できるようになるには、正しく解析できる「技術」を習得する必要があり、宿題等を通じて、講義後の自主的演習を欠かさず実施して欲しい。尚、大きな数値と小さな数値の混在する計算及び単位の換算など間違えない事も大切である。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
到達目標，評価方法等の説明。組み合わせ応力について。 |
多軸応力の意味を説明できる。
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| 2週 |
組み合わせ応力について。 |
二軸応力状態での主応力と最大せん断応力を求めモールの応力円を描くことができる。
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| 3週 |
組み合わせ応力について。 |
二軸応力状態で任意の斜面に作用する垂直応力とせん断応力を計算できる。
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| 4週 |
小テスト |
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| 5週 |
組み合わせ応力について。 |
二軸応力状態でのモールのひずみ円を説明できる。
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| 6週 |
組み合わせ応力について。 |
多軸応力条件下でのミーゼスの相当応力を計算できる。
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| 7週 |
組み合わせ応力について。 |
最大主応力説、最大せん断応力説、せん断ひずみエネルギ説を説明できる。
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| 8週 |
中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
ひずみエネルギを用いた解法 |
部材が引張・圧縮負荷を受けた場合のひずみエネルギを計算できる。
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| 10週 |
ひずみエネルギを用いた解法 |
部材がねじり負荷を受けた場合のひずみエネルギを計算できる。
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| 11週 |
ひずみエネルギを用いた解法 |
ひずみエネルギを用いて、部材に衝撃荷重が作用した場合に生じる応力を計算できる。
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| 12週 |
小テスト |
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| 13週 |
ひずみエネルギを用いた解法 |
カスチリアノの定理を用いてはりのたわみを計算できる。
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| 14週 |
ひずみエネルギを用いた解法 |
カスチリアノの定理を用いて不静定はりの反力を計算できる。
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| 15週 |
ひずみエネルギを用いた解法 |
カスチリアノの定理を用いてトラスと曲がりはりの変位を計算できる。
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| 16週 |
期末試験 |
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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 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 力学 | 各種のはりについて、たわみ角とたわみを計算できる。 | 4 | 後15 |
| 多軸応力の意味を説明できる。 | 4 | 後1 |
| 二軸応力について、任意の斜面上に作用する応力、主応力と主せん断応力をモールの応力円を用いて計算できる。 | 4 | 後2,後3,後5,後6,後7 |
| 部材が引張や圧縮を受ける場合のひずみエネルギーを計算できる。 | 4 | 後9 |
| 部材が曲げやねじりを受ける場合のひずみエネルギーを計算できる。 | 4 | 後10 |
| カスティリアノの定理を理解し、不静定はりの問題などに適用できる。 | 4 | 後13,後14,後15 |
評価割合
| 試験 | 小テスト | ポートフォリオ | 発表・取り組み姿勢 | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 50 | 50 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 50 | 50 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |