到達目標
１．ねじりによる丸棒や伝動軸の応力と変形を求めることができる。B①②
２．はりに生じるせん断力と曲げモーメントを理解し、SFDとBMDを描画することができる。B①②
３．はりの断面形状の性質および曲げ応力を理解し、曲げ応力を求めることができる。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 | ねじりによる部材の応力と変形を正確に理解し、計算できる。 | ねじりによる部材の応力と変形を理解できる。 | ねじりによる部材の応力と変形を理解できない。 |
| 評価項目2 | はりのせん断力と曲げモーメントを正確に理解し、SFD・BMDを描画し、最大曲げモーメントが作用する場所と大きさを正確に説明できる。 | はりのせん断力と曲げモーメントを理解し、SFD・BMDが描画できる。 | はりのせん断力と曲げモーメントを理解できない。 |
| 評価項目3 | はりの断面形状の性質・曲げ応力を正確に理解し、安全設計に利用できる。 | はりの断面形状の性質を理解し、曲げ応力の導出ができる。 | はりの断面形状の性質・曲げ応力を理解できない。 |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 B① 専門分野における工学の基礎を理解できる。
学習・教育到達度目標 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。
JABEE 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。
JABEE 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:
「材料力学」は機械工学系の学生にとっては必須で、なおかつ重要な基礎科目の一つであり、機械・構造物を構成する要素 (部材) に作用する外力・内力 (応力) と変形 (ひずみ) の関係を考える学問である。前学期に学習した「材料力学AⅠ」に引続き、基本事項をしっかり身につけるとともに、比較的簡単な問題を対象にした材料力学的手法を理解することを目的とする。
授業の進め方・方法:
部材に作用する「応力」や部材の「変形」について、材料力学の基本が十分に理解できるように配慮し、ゆっくりと授業を進める。まず、前学期「材料力学AⅠ」で学習したねじりの総復習を行い、曲げの内容を個別に取り上げ、応力とひずみの性質について少し掘り下げて解説する。各人で取り組めるように、かなりの演習間題と課題を準備する。
注意点:
第4学年前学期の「材料力学B（必修2単位、学修単位科目）」および第4学年後学期の「材料力学演習（選択1単位）」につながる大切な科目である。
受身の受講では理解が深まらないことを自覚しておいてほしい。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
ねじり問題（静定・不静定）の総復習 |
ねじりによる静定・不静定問題の応力と変形を計算できる。
|
| 2週 |
曲げ１ はりの種類、力の種類、支持方法、支持力と支持モーメント |
はりの種類、力の種類、支持方法を理解し、説明できる。
|
| 3週 |
曲げ２ 力のつりあい、力モーメントのつりあい、せん断力と曲げモーメント |
任意断面に作用するせん断力と曲げモーメントを計算できる。
|
| 4週 |
曲げ３ 集中荷重が作用する片持ちはり（SFD、BMD、Mmax） |
せん断力線図と曲げモーメント線図を描き、最大曲げモーメントを表現できる。
|
| 5週 |
曲げ４ 分布荷重が作用する片持ちはり（SFD、BMD、Mmax） |
せん断力線図と曲げモーメント線図を描き、最大曲げモーメントを表現できる。
|
| 6週 |
曲げ５ 集中荷重が作用する両端支持はり（SFD、BMD、Mmax） |
せん断力線図と曲げモーメント線図を描き、最大曲げモーメントを表現できる。
|
| 7週 |
曲げ６ 分布荷重が作用する両端支持はり（SFD、BMD、Mmax） |
せん断力線図と曲げモーメント線図を描き、最大曲げモーメントを表現できる。
|
| 8週 |
後学期中間試験
|
|
| 4thQ |
| 9週 |
前学期中間試験の返却・解答・解説
曲げ７ SFD・BMD・Mmaxの総復習 |
せん断力線図と曲げモーメント線図を描き、最大曲げモーメントを表現できる。
|
| 10週 |
曲げ８ 荷重・せん断力・曲げモーメントの関係 |
荷重・せん断力・曲げモーメントの関係を理解し、説明できる。
|
| 11週 |
曲げ９ はりの変形、中立軸、中立面、曲げによるひずみと応力の定義 |
はりの変形を理解し、曲げによるひずみと応力の定義を説明できる。
|
| 12週 |
曲げ10 曲げ剛性、断面係数、曲げ応力 |
曲げモーメントによる曲げ応力、断面内での応力分布を計算できる。
|
| 13週 |
曲げ11 断面一次モーメントと図心、断面二次モーメント |
断面一次モーメントおよび断面二次モーメントを理解し、導出できる。
|
| 14週 |
曲げ12 断面二次モーメントの平行軸の定理・直交軸の定理・重ね合わせ |
代表的な断面形状の断面二次モーメント・断面係数を計算できる。
|
| 15週 |
曲げ13 最大曲げ応力、はり断面の設計 |
曲げモーメントによる最大曲げ応力を計算し、はり断面寸法を決定できる。
|
| 16週 |
後学期定期試験 |
|
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 | 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。 | 3 | 後1 |
| 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。 | 3 | 後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。 | 3 | 後2 |
| 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。 | 3 | 後3 |
| 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。 | 3 | 後4,後5,後6,後7,後9 |
| 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。 | 2 | 後11,後12,後15 |
| 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。 | 2 | 後12,後13,後14 |
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 |