到達目標
1. 初級材料力学での応力と変形を理解し、静定問題ならびに不静定問題に適用の上、回答と解説ができる。 B①②
2. 特殊なはりの曲げ問題の解法を理解し、説明できる。 B①②
3. 高度で少し複雑な材料力学に関する内容を理解し、現実問題解決のために導出式を利用することができる。 B①②
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 | 初級材料力学での静定・不静定問題を解き、解説できる。 | 初級材料力学での静定・不静定問題を解くことができる。 | 初級材料力学での静定・不静定問題を解くことができない。 |
| 評価項目2 | 特殊はり問題の解法を理解し、説明できる。 | 特殊はり問題の解法を理解できる。 | 特殊はり問題の解法を理解できない。 |
| 評価項目3 | 複雑な材料力学問題の解法を理解し、導出式を利用できる。 | 複雑な材料力学問題の解法を理解できる。 | 複雑な材料力学問題の解法を理解できない。 |
学科の到達目標項目との関係
準学士課程の教育目標 B① 専門分野における工学の基礎を理解できる。
準学士課程の教育目標 B② 自主的・継続的な学習を通じて、専門工学の基礎科目に関する問題を解くことができる。
専攻科課程教育目標、JABEE学習教育到達目標 SB① 共通基礎知識を用いて、専攻分野における設計・製作・評価・改良など生産に関わる専門工学の基礎を理解できる。
専攻科課程教育目標、JABEE学習教育到達目標 SB② 自主的・継続的な学習を通じて専門工学の基礎科目に関する問題を解決できる。
教育方法等
概要:
3 年次と 4 年次で学んだ「モノづくり」には欠かせない重要科目の一つである材料力学 (初級材料力学) の基礎知識の上に、高度で複雑な専門内容を学習し、実践的な問題解決能力の修得を目的とする。前半では多くの初級材料力学問題を学生自身が回答・解説することで知識の定着を図り、後半では初級材料力学では触れなかった特殊なはり問題ならびに複雑な材料力学問題を通して基礎知識の活用方法を学習する。
授業の進め方・方法:
授業では、4 年次に使用した教科書ならびに配付資料を利用する。特に、前半では初級材料力学で学習済みの内容を少しだけ発展させた、部材に作用する「応力」と部材の「変形」に関わる演習問題について、学生自身が回答・解説を行う。
注意点:
受身の受講では、全く理解が深まらないことを自覚しておいてほしい。授業内容に沿った多くの演習問題や課題 (宿題) を用意する予定である。不定期に提出を求めるので、授業用とは別に課題用ノートを準備してほしい。
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 |
ガイダンス、これまでの学習内容の解説、
学生解説問題の配付（予定） |
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| 2週 |
総復習１ 引張・圧縮・せん断に関する静定・不静定問題 |
引張・圧縮・せん断に関する静定・不静定問題を内容理解・回答し、解説できる。
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| 3週 |
総復習２ ねじり・曲げに関する静定・不静定問題 |
ねじり・曲げに関する静定・不静定問題を内容理解・回答し、解説できる。
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| 4週 |
総復習３ 引張・圧縮・ねじり・曲げによる弾性ひずみエネルギー |
引張・圧縮・ねじり・曲げによる弾性ひずみエネルギー問題を解き、解説できる。
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| 5週 |
総復習４ カスティリアノの定理の静定・不静定問題への適用 |
カスティリアノの定理を静定・不静定問題に適用・回答し、解説できる。
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| 6週 |
総復習５ 平面応力状態での傾斜面の応力、モールの応力円（主応力など） |
平面応力状態での傾斜面応力の計算・モール円の描画を行い、解説できる。
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| 7週 |
曲げとねじりが同時に作用する部材の主応力・主せん断応力、モールの応力円 |
曲げとねじりが同時に作用する部材の最大応力計算・モール円描画し、解説できる。
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| 8週 |
後学期中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
後学期中間試験の返却・解答・解説
今後の授業ガイダンス、資料配付（予定） |
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| 10週 |
特殊はり１ 平等強さのはり（高さ一定、幅一定） |
平等強さのはりの製作手法を理解し、計算できる。
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| 11週 |
特殊はり２ 重ね板ばね |
重ね板ばねの製作方法を理解できる。
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| 12週 |
特殊はり３ 組合せはり（木材と鋼板、鉄筋コンクリート） |
異種材料を組合せたはりの製作方法を理解できる。
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| 13週 |
応力集中１ 応力集中とは、応力集中係数、基準断面の応力、切欠きとき裂 |
応力集中の現象、切欠きとき裂の定義などを理解し、説明できる。
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| 14週 |
応力集中２ 各種切欠きを持つ平板・棒材の応力集中現象 |
引張・ねじり・曲げが作用する各種切欠き部材の応力集中現象を理解し、計算できる。
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| 15週 |
応力集中３ 応力集中の軽減法 |
応力集中現象の軽減法を理解できる。
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| 16週 |
定期試験 |
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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 | 許容応力と安全率を説明できる。 | 4 | 後2 |
| 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 | 後2 |
| 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 |
| 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3 |
| 多軸応力の意味を説明できる。 | 3 | 後6 |
| 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 | 後6,後7 |
| 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 | 後4 |
| 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 | 後4 |
| 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5 |
評価割合
| 試験 | 演習・課題 | 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 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 70 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |