到達目標
1. 物体に作用する力、物体の運動、運動と仕事の関係、機械の振動現象などを説明できる。
2. 機械構造物の部材に作用する力と部材の変形を説明できる。
3. 機械構造物を合理的かつ安全に設計することを説明できる。
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 | 物体に作用する力、物体の運動、運動と仕事の関係、機械の振動現象などを理解し応用できる。 | 物体に作用する力、物体の運動、運動と仕事の関係、機械の振動現象などを説明できる。 | 物体に作用する力、物体の運動、運動と仕事の関係、機械の振動現象などを理解できない。 |
| 評価項目2 | 機械構造物の部材に作用する力と部材の変形を理解し応用できる。 | 機械構造物の部材に作用する力と部材の変形を説明できる。 | 機械構造物の部材に作用する力と部材の変形を説明できない。 |
| 評価項目3 | 機械構造物を合理的かつ安全に設計することを理解し応用できる。 | 機械構造物を合理的かつ安全に設計することを説明できる。 | 機械構造物を合理的かつ安全に設計することを説明できない。
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学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 A① 数学・物理・化学などの自然科学、情報技術に関する基礎を理解できる。
学習・教育到達度目標 A② 自主的・継続的な学習を通じて、基礎科目に関する問題を解くことができる。
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。
教育方法等
概要:
機械を設計するために、必要かつ基礎的なものを用いて応用への手がかりができるように演習を中心とした学習を行う。本講義を3年生で学ぶ「材料力学基礎」の延長線上に位置づけ、材料力学基礎の知識で十分に理解ができるような講義内容にするとともに、実務における機械設計の関わりについて学ぶ。また、演習問題をできるだけ多く解くことで実務のみならず編入学試験等にも対応できる力を身に付ける。
授業の進め方・方法:
機械や構造物または部材に生じる応力、変形・強さなどを利用し、機械の強度設計を考慮した講義を行う。これまでに履修してきた「力学」、「材料力学基礎」だけではなく、三角関数、微分積分、微分方程式などの数学も復習しながら講義を進める。
注意点:
三角関数、微分積分、微分方程式などの数学を理解しておくこと。
授業の属性・履修上の区分
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 |
材料力学基礎の復習
はりのたわみ |
はりのたわみ曲線を理解し説明できる。
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| 2週 |
はりのたわみ |
はりのたわみの微分方程式による解法を理解し説明できる。
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| 3週 |
はりのたわみ |
重ね合わせによる解法を理解し説明できる。
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| 4週 |
複雑なはりの問題 |
不静定はりの解法を理解し説明できる。
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| 5週 |
複雑なはりの問題 |
連続はりの解法を理解し説明できる。
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| 6週 |
複雑なはりの問題 |
組合せはりの解法を理解し説明できる。
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| 7週 |
1週から6週までの振り返り演習 |
1週から6週までの授業内容の未到達な目標をなくす。
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| 8週 |
中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
答案返却・解説
応力状態とひずみ |
三次元の応力状態、平面応力と平面ひずみ、傾斜した断面に生じる応力を理解し説明できる。
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| 10週 |
応力状態とひずみ |
平面応力の場合におけるモールの応力円を理解し説明できる。
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| 11週 |
組み合わせ応力 |
内圧を受ける薄肉構造物に生じる応力を計算できる。
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| 12週 |
組み合わせ応力 |
曲げ、ねじり、軸力を受ける軸の組合せ応力を計算できる。
弾性係数間の関係を理解し説明できる。
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| 13週 |
ひずみエネルギー |
引張・圧縮によるひずみエネルギー、せん断応力によるひずみエネルギーを計算できる。
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| 14週 |
ひずみエネルギー |
曲げによるひずみエネルギー、ねじりによるひずみエネルギーを計算できる。衝撃荷重による応力を計算でき変形を説明できる。
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| 15週 |
9週から14週までの振り返り演習 |
9週から14週までの授業内容の未到達な目標をなくす。
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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 | 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1,前2,前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 | 前2,前3 |
| 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2,前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 | 前2,前3 |
| 多軸応力の意味を説明できる。 | 4 | 前11,前12 |
| 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 | 前11,前12 |
| 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 | 前13 |
| 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 | 前14 |
評価割合
| 試験 | 演習・レポート | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 30 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 70 | 30 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 |