概要:
材料力学の基本的な用語および工学の分野で使用される単位系について理解し、機械や構造物に使用される材料の強さや変形に対する抵抗、また部材の安定性などについて学び、材料によってどの程度まで安全に力を加えることができるかを合理的に判断する基礎的な知識と能力を身につける。
授業の進め方・方法:
教科書に沿ってその内容の説明と例題および練習問題の解説を行う。理解を深めるために必要に応じて演習問題等を課題として与える。
1,2年生で学ぶ「物理」(力学分野)および「設計製図」の基礎知識を基に学習し、後には「総合設計実習」や「材料創成デザイン演習」等につながる科目である。
注意点:
機械・構造物等の構成要素に対し、その作動荷重下において要求される機能を発揮できるよう、省資源・経済的な観点から、安全な寸法・形状を決定し適切な材料を選択できるようになって欲しい。
| 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 | 材料系分野 | 力学 | 荷重と応力、変形とひずみの関係について理解できる。 | 4 | 前3,前4 |
| 応力-ひずみ曲線について説明できる。 | 4 | 前5 |
| フックの法則を用いて、縦弾性係数(ヤング率)、応力およびひずみを計算できる。 | 4 | 前6 |
| 許容応力と安全率を説明できる。 | 4 | 前14,前15 |
| 荷重の方向、性質と物体の変形様式との関係について説明できる。 | 4 | 前3,前4 |
| 引張、圧縮応力(垂直応力)とひずみ、物体の変形量を計算できる。 | 4 | 前3,前4 |
| 縦ひずみと横ひずみを理解し、ポアソン比およびポアソン数を説明できる。 | 4 | 前6 |
| せん断応力(接面応力)とせん断ひずみ(せん断角)を計算できる。 | 4 | 前7 |
| 線膨張係数の意味を理解し、熱応力を計算できる。 | 4 | 前10,前11 |
| 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 | 後1 |
| 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 | 後2,後3,後4 |
| 各種の荷重が作用するはりのせん断力図と曲げモーメント図を作成できる。 | 4 | 後5,後6 |
| 中立軸、中立面の意味を理解し、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。 | 4 | 後10 |
| 各種断面の図心、断面二次モーメントおよび断面係数を計算できる。 | 4 | 後11,後12 |
| 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13 |
| 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 | 後14 |
| トルクとねじりの関係を説明できる。 | 4 | 後14 |
| 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 | 後15 |
| 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 | 後15 |