到達目標
１．部材が引張圧縮、曲げおよびねじりを受ける場合のひずみエネルギーを計算し、カスチリアノの定理を理解し、変位を計算できる。
２．連続梁や組み合わせ梁、山形鋼など梁の複雑な問題における応力を計算できる。
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 | 応用問題に対してひずみエネルギーを計算し、カスチリアノの定理を使って変位を計算できる。 | 簡単な問題に対してひずみエネルギーを計算し、カスチリアノの定理を使って変位を計算できる。 | 簡単な問題に対してのひずみエネルギーが計算できない。あるいは、カスチリアノの定理を使って変位を計算できない。 |
| 評価項目2 | 連続梁や組み合わせ梁など梁の複雑な問題における応力を計算できること。 | 連続梁や組み合わせ梁など梁の複雑な問題における応力を計算できる。 | 連続梁や組み合わせ梁など梁の複雑な問題における応力を計算できない。 |
| 評価項目3 | | | |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
材料力学Ⅱでは、３年生に勉強した材料力学Ⅰの内容を応用して、複雑な問題に対しての部材に生じる応力、ひずみについて、その概念、現象を理論的に理解し、計算できることを目指し。また、材料力学に出てくる専門用語はすべて英語で書けるように、試験成績のうち20%の配点をこれに当てる。
授業の進め方・方法:
講義を中心とし、適宜講義用の資料を用いて説明する。また、この科目は学修単位科目であり，内容の理解と定着をはかるため，事後学習として授業後毎回その日の授業内容に関する宿題を実施する．
注意点:
３年生で勉強した材料力学Ⅰの内容に加えて、物理学、工業力学で学習する仕事、エネルギ－の概念を有することが望ましい。また数学における積分、偏微分の知識を有することが望ましい。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
部材に貯えられるひずみエネルギー |
部材が引張や圧縮、曲げ、ねじりを受ける場合のひずみエネルギーを計算できる。
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| 2週 |
マクスウェルの定理 |
マクスウェルの定理を理解できる。
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| 3週 |
カスチリアノの定理 |
カスチリアノの定理を理解できる。
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| 4週 |
梁のたわみとたわみ角（カスチリアノの定理を利用した解法） |
カスチリアノの定理を利用して梁のたわみとたわみ角を計算できる。
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| 5週 |
不静定梁（カスチリアノの定理を利用した解法） |
カスチリアノの定理を利用して不静定梁の問題に応用できる。
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| 6週 |
衝撃応力、衝撃曲げ |
ひずみエネルギーを利用して衝撃応力や衝撃曲げの問題に応用できる。
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| 7週 |
演習問題 |
応用問題に対して、梁のたわみとたわみ角を計算できる。
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| 8週 |
前期中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
組み合わせ梁 |
組み合わせ梁に生じる応力を理解できる。
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| 10週 |
鉄筋コンクリート梁 |
鉄筋コンクリート梁に生じる応力を理解できる
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| 11週 |
連続梁 |
連続梁に作用するせん断力と曲げモーメントを理解できる。
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| 12週 |
３モーメントの式 |
３モーメントの式を理解できる。
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| 13週 |
演習問題① |
各スパンに等分布荷重のみが作用している連続梁せん断力と曲げモーメントを計算できる。
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| 14週 |
演習問題② |
各スパンに集中応力が一つずつ作用している連続梁のせん断力と曲げモーメントを理解できる。
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| 15週 |
前期末試験 |
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| 16週 |
テスト返却と解説 |
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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 | 荷重が作用した時の材料の変形を説明できる。 | 4 | 前1 |
| 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9,前10,前11,前12 |
| 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11,前12,前13,前14 |
| 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13,前14 |
| 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9,前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理解し、曲げの問題に適用できる。 | 4 | 前9,前10 |
| 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4 |
| 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。 | 3 | 前1,前4,前5,前6,前7 |
| 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。 | 3 | 前1,前4,前5,前6,前7 |
| 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。 | 3 | 前2,前3,前4,前5,前6,前7 |
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 | 70 | 0 | 0 | 0 | 30 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 70 | 0 | 0 | 0 | 30 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |