材料力学

科目基礎情報

学校 久留米工業高等専門学校 開講年度 平成31年度 (2019年度)
授業科目 材料力学
科目番号 3M15 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 材料システム工学科(2017年度以降入学生、但し、令和4年度は材料工学科を含む) 対象学年 3
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 ビジュアルアプローチ 材料力学(森北出版),配布プリント
担当教員 佐々木 大輔

到達目標

応力とひずみの関係について理解し,説明できる.
組合せ応力の解析ができる.
材料試験法と材料力学との関係を理解し,説明できる.

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未到達レベルの目安
評価項目1応力とひずみの関係について理解し,それを応用できる応力とひずみの関係について理解し,説明できる.応力とひずみの関係について理解できない
評価項目2組合せ応力を理解し,それを応用できる組合せ応力の意味が理解できる.組合せ応力の意味が分からない
評価項目3材料試験法と材料力学の関係を理解し,それを応用できる,材料試験法と材料力学との関係を理解し,説明できる.材料試験法と材料力学との関係を理解できない

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
機械や道具はいろいろな材料から製造された部品や部材により構成されており,各部品は設計段階で力学計算を行い,壊れることのないよう適切な材料や寸法を設定している.材料力学は,その設計を行うために必要な基礎知識を学ぶものである.
授業の進め方・方法:
教科書を用いた講義を行う.講義中には演習や課題を行い,解説も行う.
注意点:
材料力学には,数学や物理の基礎知識が必要であるので,それら科目についてよく復習をしておくことが望ましい.
評価方法
到達目標に記載した項目内容を主な評価基準とする.
中間試験50%,期末試験50%として評価し,60点以上で合格とする.
再試験は一度のみ実施する.

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 材料力学について 材料力学の概要について理解する
2週 材料の変形 材料の変形について理解する
3週 引張応力とひずみ 引張応力とひずみについて理解する
4週 せん断応力とひずみ せん断応力とひずみの関係について理解する
5週 断面の位置による応力の変化 断面の位置による応力の変化について理解する
6週 荷重の種類 荷重の種類について理解する
7週 フックの法則 フックの法則について理解する
8週 応力ーひずみ曲線 応力ひずみ曲線について理解する
2ndQ
9週 使用応力と安全係数 使用応力と安全係数について理解する
10週 ポアソン比 ポアソン比について理解する
11週 熱応力 熱応力について理解する
12週 集中応力 集中応力について理解する
13週 内圧による応力の発生 内圧による応力の発生について理解する
14週 自重および衝撃荷重による応力 自重および衝撃荷重による応力について理解する
15週 前期まとめ 前期に学習した内容について再確認する
16週
後期
3rdQ
1週 ねじり変形 ねじり変形について理解する
2週 動力を伝達する軸 ねじりモーメントについて理解する
3週 はりの曲げ はりの曲げについて理解する
4週 反力 反力について理解する
5週 せん断応力と曲げモーメント せん断応力と曲げモーメントについて理解する
6週 せん断応力図と曲げモーメント図 せん断応力図と曲げモーメント図について理解する
7週 はりの変形 はりの変形について理解する
8週 曲げによって生ずる応力とひずみ 曲げ応力によって生じる応力とひずみを理解する
4thQ
9週 曲げモーメントと応力 曲げモーメントと応力の関係について理解する
10週 はりのたわみ はりのたわみについて理解する
11週 組合せ荷重 組合せ荷重について理解する
12週 組合せ応力 組み合わせ応力について理解する
13週 材料試験ー1 材料試験法について理解する
14週 材料試験ー2 材料試験法について理解する
15週 後期まとめ これまでの学習内容について再確認する
16週

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材料系分野材料物性金属の一般的な性質について説明できる。2前2,後13,後14
材料組織弾性変形の変形様式の特徴、フックの法則について説明できる。4
降伏現象ならびに応力-歪み曲線から降伏点を求めることができる。4
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,前5,前8,前9,前10,前11,前12,前13,後3,後4,後6,後7,後8,後9
応力-ひずみ曲線について説明できる。4前8,前9,前10,前11,前12,前13,後8,後9
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7,前10,前12,前13,後4,後7,後8,後9,後10
許容応力と安全率を説明できる。4
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
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
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
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
線膨張係数の意味を理解し、熱応力を計算できる。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
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
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
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
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
各種のはりについて、たわみ角とたわみを計算できる。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
トルクとねじりの関係を説明できる。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
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計算できる。4

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10000000100
基礎的能力600000060
専門的能力300000030
分野横断的能力100000010