材料力学Ⅲ

科目基礎情報

学校 北九州工業高等専門学校 開講年度 平成31年度 (2019年度)
授業科目 材料力学Ⅲ
科目番号 0050 科目区分 専門 / 選択
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 生産デザイン工学科(機械創造システムコース) 対象学年 4
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 「基礎から学ぶ材料力学」、台丸谷 政志, 小林 秀敏著、森北出版 ならびに 「配付資料」
担当教員 内田 武

目的・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 説明 閉じる
準学士課程の教育目標 B② 説明 閉じる
専攻科課程教育目標、JABEE学習教育到達目標 SB① 説明 閉じる
専攻科課程教育目標、JABEE学習教育到達目標 SB② 説明 閉じる

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。
授業の進め方と授業内容・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

授業内容・方法 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)
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。
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。
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。
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。
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。
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。
8週 後学期中間試験
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)
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。
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。
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。
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。
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。
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。
16週 定期試験

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70300000100
基礎的能力0000000
専門的能力70300000100
分野横断的能力0000000