概要:
材料力学Ⅰ(3年)に引き続き,不静定はり,棒のねじり,ひずみエネルギーなどについて学び,設計の際に必要な,機器・構造物の強度と変形に関する基礎知識を身につける。
授業の進め方・方法:
テキストに従い基本事項の説明と基礎式の導出を行う。その後、例題解説を行う。各自に練習問題に取り組ませた後、その解答解説、質疑応答を行う。
また,小テストおよび課題を多く出します。
注意点:
【成績評価の基準・方法】
試験の成績を70%,平素の学習状況等(課題)を30%の割合で総合的に評価する。成績評価は中間と期末の各期間の評価の平均とする。学年の評価は前学期末の評価とする。技術者が身につけるべき専門基礎として,上記の到達目標に対する達成度を試験等において評価する。
【事前・事後学習】
事前学習として教科書の該当部分(事前に説明)を読んだうえで指定のプリントに理解が難しかった部分を抜き出してまとめて授業に臨むこと。また,事後学習として授業内で指示した課題を提出すること。その課題とした演習問題については,周りの学生とデッスカッションしたりし,自分なりの解答を提出をすること。
【学修単位科目(授業時間外の学習時間等)】
本科目は学修単位のため,以下の標準学習時間を設定した自主学習を累計45時間分以上実施して提出しなければ,成績が60点を超えた場合でも59点として扱い単位を認定しない。
・全15回の授業に対して,0.5時間の事前学習と1.5時間の事後学習。計30時間分。
・中間試験および期末試験に対してそれぞれ試験勉強のための課題学習4時間。計8時間分。
・夏期休業中に総まとめ課題として7時間分。
【履修上の注意】
この科目を履修するにあたり,3年生の材料力学Iの内容を十分に理解しておくこと。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
真直ばりのたわみ,たわみ角を学ぶ |
はりのたわみ式を説明できる。
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2週 |
片持ち梁のたわみ:自由端に集中荷重を受ける片持ち梁の変形について学ぶ。 |
自由端に集中荷重を受ける片持ち梁のたわみ・たわみ角を求めることができる。
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3週 |
片持ち梁のたわみ:任意の位置に集中荷重を受ける片持ち梁の変形について学ぶ。 |
任意の位置に集中荷重を受ける片持ち梁のたわみ・たわみ角を求めることができる。
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4週 |
単純支持梁のたわみ:分布荷重を受ける単純支持梁の変形について学ぶ。 |
分布荷重を受ける単純支持のたわみ・たわみ角を求めることができる。
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5週 |
単純支持梁のたわみ:集中荷重を受ける単純支持梁の変形について学ぶ。 |
集中荷重を受ける単純支持のたわみ・たわみ角を求めることができる。
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6週 |
単純支持梁のたわみ:両端で曲げモーメントを受ける単純支持梁の変形について学ぶ。 |
両端で曲げモーメントを受ける単純支持梁のたわみ・たわみ角を求めることができる。
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7週 |
不静定はりのたわみ・たわみ角を学ぶ。 等分布荷重を受ける半固定はりの変形について学ぶ。 |
等分布荷重を受ける半固定はりのたわみ・たわみ角を求めることができる。
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8週 |
後期中間試験 |
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2ndQ |
9週 |
分布荷重・集中荷重を受ける両端固定はりの変形について学ぶ。 |
分布荷重・集中荷重を受ける両端固定はりのたわみ・たわみ角を求めることができる。
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10週 |
分布荷重・集中荷重を受ける両端固定はりの変形について学ぶ。 |
分布荷重・集中荷重を受ける両端固定はりのたわみ・たわみ角を求めることができる。
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11週 |
ひずみエネルギーとエネルギー原理について学ぶ。 |
引張・せん断・曲げ・ねじりの歪みエネルギーを求めることができる。
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12週 |
カスティリアの定理について学ぶ。 |
静定問題についてカスティリアの定理を適用して変形を求めることができる。
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13週 |
はりのたわみと不静定はりへの適用(カスティリアの定理)について学ぶ。 |
不静定トラス・不静定梁の変形をカスティリアの定理を用いて解くことができる。
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14週 |
モールの応力円について学ぶ |
組合せ応力の問題を解くことができる
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15週 |
モールの応力円について学ぶ |
組合せ応力の問題を解くことができる
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16週 |
後期末試験 |
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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 |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 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 | 前1,前2,前3,前4,前5 |
偶力の意味を理解し、偶力のモーメントを計算できる。 | 4 | 前1,前2,前3,前4,前5 |
着力点が異なる力のつりあい条件を説明できる。 | 4 | 前1,前2,前3,前4,前5 |
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 | 前1,前2,前3,前4,前5 |
荷重が作用した時の材料の変形を説明できる。 | 4 | 前1,前2,前3,前4,前5 |
応力とひずみを説明できる。 | 4 | 前1,前2,前3,前4,前5 |
フックの法則を理解し、弾性係数を説明できる。 | 4 | 前1,前2,前3,前4,前5 |
許容応力と安全率を説明できる。 | 4 | 前1,前2,前3,前4,前5 |
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 | 前9,前10 |
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 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7 |
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 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7 |
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 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7 |
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 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7 |
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。 | 4 | |
各種のはりについて、たわみ角とたわみを計算できる。 | 4 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7 |
多軸応力の意味を説明できる。 | 4 | |
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 | 前10,前11,前12,前14,前15 |
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 | 前11,前12,前13,前14,前15 |
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 | 前11,前12,前13,前14,前15 |
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 | 前11,前12,前13,前14,前15 |