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。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。(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
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
授業計画
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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。
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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| 8週 |
中間試験 |
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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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 |