場の力学

科目基礎情報

学校	佐世保工業高等専門学校	開講年度	令和05年度 (2023年度)
授業科目	場の力学
科目番号	1070	科目区分	専門 / 必修
授業形態	講義	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	複合工学専攻	対象学年	専1
開設期	後期	週時間数	2
教科書/教材	弾性力学（村上敬宜　養賢堂）、材料力学（村上敬宜　森北出版），例題で学ぶはじめての塑性力学（社団法人 日本塑性加工学会 森北出版）
担当教員	西口 廣志

到達目標

応力変換の式を理解し応用できる。(A-3)
ひずみ変換の式を理解し応用できる。(A-3)
円孔やだ円孔の応力集中係数を解析できる。(A-3)
基本的な応力拡大係数を計算できる。(A-3)
有限要素法の理論を説明できる。簡単な形状の２次元問題が解析できる。(A-3)

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）	応力変換の式を理解し説明することができ、応用できる。ひずみ変換の式を理解し説明し、応用できる。	基本的な問題について、応力変換の式およびひずみ変換の式を理解し説明することができ、応用できる。	応力変換の式およびひずみ変換の式を理解できていない。応用ができない。
評価項目2(到達目標３、４）	円孔やだ円孔の応力集中係数を解析できる。基本的な応力拡大係数を計算できる。	基本的な問題について円孔やだ円孔の応力集中係数を解析できる。基本的な応力拡大係数を計算できる。	円孔やだ円孔の応力集中係数を解析できない。基本的な応力拡大係数を計算できない。
評価項目3(到達目標５）	有限要素法の理論を説明できる。市販の有限要素法ソフトを用いて，簡単な形状の２次元問題が解析できる。	簡単な問題について円孔やだ円孔の応力集中係数を解析できる。初歩的な問題において応力拡大係数を計算できる。	有限要素法の理論を説明できない。市販の有限要素法ソフトを用いて，簡単な形状の２次元問題が解析できない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 A-4 （それぞれの専門分野における”もの創り専門工学”の知識を身につけて、工学的諸問題の解決に応用できること）

JABEE b （技術が社会や自然に及ぼす影響や効果、及び技術者が社会に対して負っている責任に関する理解）

JABEE d （当該分野において必要とされる専門的知識とそれらを応用する能力）

JABEE e （種々の科学、技術及び情報を活用して社会の要求を解決するためのデザイン能力）

教育方法等

概要:

材料力学、弾性力学の基礎内容を踏まえ、応力場についての概念をさらに深め、理解力を高める。塑性変形を伴う材料内の応力場についても学修する。また、有限要素法について理解し、さらに汎用ソフトを用いた演習を行う。

授業の進め方・方法:

予備知識：物理の力学、材料力学、弾性力学、固体力学
講義室：第6ゼミ室
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

注意点:

評価方法：中間・定期試験（2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：毎回実施した授業の内容に関係する宿題を課すので、復習として演習ノートに必ず記して、早めに提出すること。
試験前の勉強は、毎週記して作成した演習ノートが有効で、内容をよく修得していること。
オフィスアワー：火、木曜日の16:00～17:00

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング

ICT 利用

遠隔授業対応

実務経験のある教員による授業

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
後期
	3rdQ
		1週	応力と応力変換式、主応力と主せん断応力、応力不変量	二次元、三次元の応力変換の式を理解し、それを用いた問題解法について学ぶ。また、主応力、応力不変量についても学習する。
		2週	ひずみの計算式とひずみ変換式、主ひずみ	ひずみの種類とその計算式について学び、さらにひずみの変換とその応用、また主ひずみ等について学習する。
		3週	平衡条件、適合条件、応力とひずみの関係、	一般化された応力とひずみの関係について学ぶ。また，平衡条件式と適合条件式，境界条件を含めた解の性質について学習する。
		4週	応力関数・円筒問題・応力集中	エアリーの応力関数について学び、円筒問題，無限板や有限板中の円孔、だ円孔による応力集中問題について学習する。
		5週	応力拡大係数	き裂による応力集中問題である破壊力学について学び、応力拡大係数の意味、計算方法について学習する。
		6週	集中荷重がかかった板の応力場	集中荷重が作用する応力場の解法や、円板に集中荷重が作用する問題の解法について学習する。
		7週	薄肉断面棒のねじり	応力関数を用いた薄肉断面棒のねじり問題の解法について学び、各種形状について計算比較等を行う。
		8週	中間試験
	4thQ
		9週	降伏条件	降伏条件について学び、塑性変形開始と応力の関係について学習する。
		10週	曲げの塑性変形	曲げの例を用いて、材料が塑性変形するときの応力状態を学習する。
		11週	エネルギー法	エネルギ-法を用いた各種解析法について，演習を通して理解を深める。
		12週	カスティリアーノの定理、相反定理と薄板の曲げ	カスティリアノの定理、相反定理を理解し，各種演習にてその使い方を学習する。また，薄板の曲げ問題の解析法について学習する。
		13週	破壊の法則	破壊の法則について各種の理論を学習し，その適用について理解する。
		14週	有限要素法の概念	有限要素法の計算法について，特にマトリックスの計算について学習する。
		15週	有限要素法の解析演習	汎用ＦＥＭソフトを用いた解析演習：メッシュサイズと解析精度の関係について学び、要素分割の方法を学習する。
		16週	必要に応じて補講を設けることがある。

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