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．山形鋼など梁の複雑な問題における応力を計算できる。
３．圧縮荷重を受ける柱の座屈を理解し、安全座屈荷重を計算できる。
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 | 山形鋼など梁の複雑な問題における応力を計算できること。 | 山形鋼など梁の複雑な問題における応力を計算できる。 | 山形鋼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 | 圧縮荷重を受ける柱の座屈を理解し、安全座屈荷重および必要な直径を計算できる。 | 圧縮荷重を受ける柱の座屈を理解し、安全座屈荷重を計算できる。 | 圧縮荷重を受ける柱の座屈を理解し、安全座屈荷重を計算できない。 |
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および４年生前期の材料力学Ⅱ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。また，４年生前期の材料力学Ⅱで学習したカスチリアノの定理は，材料力学Ⅲでも用いるため，復讐しておくことが望ましい．
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
断面主二次モーメント |
断面主二次モーメントを理解できる。
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| 2週 |
演習問題：断面主二次モーメント |
山型鋼の断面主二次モーメントを計算できる。
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| 3週 |
主軸まわり以外に曲げモーメントを受ける真直梁①： |
主軸まわり以外に曲げモーメントを受ける真直梁の応力の求め方を理解できる。
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| 4週 |
主軸まわり以外に曲げモーメントを受ける真直梁②：演習 |
主軸まわり以外に曲げモーメントを受ける真直梁の応力を計算できる。
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| 5週 |
曲がり梁の応力①：応力分布 |
軸力と曲げモーメントを受ける曲がり梁に生じる応力と応力分布を理解できる。
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| 6週 |
曲がり梁の応力②：曲がり梁の断面係数 |
矩形断面や円形断面、台形断面における曲がり梁の断面係数を計算できる。
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| 7週 |
曲がり梁の応力③：演習 |
曲がり梁に作用する軸力と曲げモーメントを計算でき、応力を計算できる。
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| 8週 |
後期中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
曲がり梁のたわみ①：ひずみエネルギーとカスチリアノの定理 |
曲がり梁に軸力と曲げモーメントが作用した場合のひずみエネルギーを計算できる。また、カスチリアノの定理を利用したたわみの計算を理解できる。
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| 10週 |
曲がり梁のたわみ②：演習 |
曲がり梁に軸力と曲げモーメントが作用した場合のたわみを計算できる。
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| 11週 |
曲がり梁のたわみ③：薄肉曲がり梁 |
薄肉曲がり梁のたわみを計算できる。
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| 12週 |
曲がり梁のたわみ④演習 |
曲がり梁の応用問題のたわみを計算できる。
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| 13週 |
柱の座屈①安全座屈荷重 |
柱の座屈を理解できる。
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| 14週 |
柱の座屈②演習 |
安全座屈荷重を計算できる。
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| 15週 |
学年末試験 |
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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 | |
| 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3 |
| 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3,後4,後5 |
| 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 | 後2,後4,後5,後6,後7 |
| 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 |
| 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12 |
| 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9,後10,後11 |
| 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9,後11 |
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 |