到達目標
１．はりの曲げの変形を解析できる。(A-4, B-2)
２．ひずみエネルギを用いて各種変形問題を解析できる。(A-4, B-2)
３．基本的な座屈問題を解析できる。(A-4, B-2)
４．曲りはりの問題を解析できる。(A-4, B-2)
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(到達目標１、2) | はりの曲げについて自由体を切り出し、変形を解析できる。さらに、ひずみエネルギを用いて各種変形問題を解析できる。 | ほとんどのはりの曲げの問題について自由体を切り出し、変形を解析できる。さらに、ある程度の問題において、ひずみエネルギを用いて各種変形問題を解析できる。 | はりの曲げについて変形を解析できない。ひずみエネルギを用いて各種変形問題を解析できない。 |
| 評価項目2(到達目標３) | 基本的な座屈問題を解析できる。 | ある程度の基本的な座屈問題を解析できる。 | 座屈問題を解析できない。 |
| 評価項目3(到達目標4) | 曲りはりの問題をひずみエネルギーを用いて解析し、計算できる。 | 基本的な曲りはりの問題をひずみエネルギーを用いて解析し、計算できる。 | 曲りはりの問題をひずみエネルギーを用いて解析したり計算したりできない。 |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 A-4
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JABEE b
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JABEE d
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教育方法等
概要:
はりの曲げの変形、組み合わせ応力、座屈などの基礎理論と応用について学ぶ。本科目は、企業で機械や構造物の設計を担当していた教員が、その経験を活かし、設計において最も必要な材料力学について、講義形式で授業を行うものである。
授業の進め方・方法:
予備知識：微積分の基礎と、三角関数、４年次に学んだ材料力学に関する基礎知識を十分に理解しておくこと。
講義室：４M教室
授業形式：講義と演習
学生が用意するもの：電卓、講義用ノート、演習用ノート
この科目は学修単位科目のため，事前・事後学習としてレポートやオンラインテストを実施します
注意点:
評価方法：中間・定期試験（４回）を80％、演習、宿題、小テストを20％で評価し、60点以上を合格とする。
自己学習の方針：授業後に必ず復習をすること、宿題のみならず、積極的に教科書等の演習問題を解くこと。
質問は常に受け付ける。わからないことがあれば、自分でできる限り考えたうえで、積極的に質問に来ること。
オフィスアワー：月、木曜日の16:00～17:00
宿題にやや難問のAdvanced.Questionを出す．これを解いたり，授業中の質問に関しては演習成績の範囲内で加点をする．
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 |
曲げ，ねじり，引張り・圧縮の組み合せ |
曲げ，ねじり，引張り・圧縮の組み合せた場合のはりの変形が理解できる。
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| 2週 |
曲げ，ねじり，引張り・圧縮の組み合せ |
曲げ，ねじり，引張り・圧縮の組み合せた場合のはりの変形が理解できる。
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| 3週 |
曲げ，ねじり，引張り・圧縮の組み合せの演習 |
曲げ，ねじり，引張り・圧縮の組み合せた場合のはりの変形が計算できる。
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| 4週 |
曲げ，ねじり，引張り・圧縮の組み合せの演習 |
曲げ，ねじり，引張り・圧縮の組み合せた場合のはりの変形が計算できる。
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| 5週 |
はりの曲げの不静定問題 |
はりの曲げの不静定問題が理解できる。
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| 6週 |
はりの曲げの不静定問題の演習 |
はりの曲げの不静定問題が計算できる。
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| 7週 |
はりの曲げの不静定問題の応用問題 |
様々な形状のはりの曲げの不静定問題が理解・計算できる。
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| 8週 |
中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
二次元の応力の性質 |
二次元の応力の性質と応力変換の基礎的な考え方を理解できる。
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| 10週 |
二次元問題における任意の方向の応力と主応力 |
二次元問題のおいて、任意の方向の応力や主応力を計算できる。
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| 11週 |
二次元のひずみの性質 |
二次元のひずみの性質とひずみ変換の基礎的な考え方を理解できる。
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| 12週 |
各種破壊説 |
各種破壊説を理解し説明できる。
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| 13週 |
曲げとねじりの組み合せ応力 |
曲げとねじりが同時にかかる場合の組合せ応力が計算できる。
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| 14週 |
弾性係数間の関係 |
４種の弾性係数間の関係式として二つの関係式の導出を理解できる。
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| 15週 |
サンブナンの原理，薄肉円筒の応力 |
サンブナンの原理，薄肉円筒の応力の応力の問題が解ける。
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| 16週 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
引張や圧縮を受ける場合のひずみエネルギー |
カスチリアノの定理を理解できる。
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| 2週 |
引張や圧縮を受ける場合のひずみエネルギーの演習 |
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。
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| 3週 |
曲げやねじりを受ける場合のひずみエネルギー |
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。
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| 4週 |
カスティリアの定理
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カスチリアノの定理を理解し、各種はりの問題などに応用できる。
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| 5週 |
半円環の問題 |
カスティリアの定理を用いて、半円環の問題を解く方法をを理解できる。
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| 6週 |
円環の問題 |
カスティリアの定理を用いて、円環の問題が計算できる。
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| 7週 |
総合演習 |
カスティリアの定理を用いて応用問題が計算できる。
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| 8週 |
中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
平等強さの棒、はり |
軸力や曲げが作用する棒で、応力が一様となる場合の形状を求めることができる。
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| 10週 |
各種荷重が作用する応力一様なはり |
集中荷重や分布荷重するはりが、応力一様となる場合の形状を求めることができる。
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| 11週 |
鉄筋コンクリートはり |
鉄筋コンクリートはりの応力が計算できる。
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| 12週 |
座屈現象の考え方、偏心荷重をうける柱の座屈 |
座屈現象の基本的な考え方が理解でき、偏心荷重をうける柱の座屈の計算ができる。
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| 13週 |
弾性長柱の圧縮による座屈荷重と座屈応力 |
弾性長柱の圧縮による座屈荷重と座屈応力が計算できる。
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| 14週 |
柱の座屈の演習 |
柱の座屈についての計算ができる。
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| 15週 |
トラスの問題 |
トラスの問題を、節点法や切断法で解析できる。
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| 16週 |
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評価割合
| 試験 | 演習 | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 80 | 20 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 |