概要:
機械工学における材料力学の基本概念と位置づけを理解し、４・５年生で履修する材料力学または機械設計法・創造設計などに必要とされる基本的事項について学ぶ。
授業の進め方・方法:
2年次までの関数解析（三角関数、指数関数など）および基礎的な微分積分学の事項について基礎演習問題を自力で解き、自己学習しておくこと。状況によっては遠隔授業を行う。
注意点:
この科目は本科指定科目Bである。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
授業計画・達成目標・成績の評価方法等の説明、（１）材料力学概説 |
本授業の授業計画・達成目標・成績評価方法等を理解できる。機械装置等の製作を事例に挙げ、材料力学を学ぶ意義を理解できる。
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| 2週 |
応力、ひずみ |
材料力学の授業で用いる単位系、接頭語、ギリシア文字等が理解でき、説明できる。応力とひずみの概念を理解し、演習問題を計算できる。
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| 3週 |
フックの法則、応力－ひずみ線図 |
フックの法則と応力ひずみ線図を理解し、演習問題を計算できる。
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| 4週 |
フックの法則、応力－ひずみ線図 |
フックの法則と応力ひずみ線図を理解し、演習問題を計算できる。
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| 5週 |
許容応力、安全率 |
安全率を理解して、許容応力等を計算することができる。
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| 6週 |
斜面上の応力 |
せん断の共役関係を理解し、主応力を説明できる。
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| 7週 |
棒の引張・圧縮、熱応力の基礎 |
漸変棒の変形、自重棒、熱応力の基礎などの演習問題を解くことができる。
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| 8週 |
トラス、引張・圧縮に関する不静定問題 |
トラス構造の軸力・変形、引張・圧縮を受ける不静定問題などの演習問題を計算できる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
前期中間試験、試験問題の解説及びポートフォリオの記入 |
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| 10週 |
はりの種類と支持反力（１） |
はりの概念を理解し、支持反力に関する演習問題を解くことができる。
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| 11週 |
はりの種類と支持反力（２） |
はりの概念を理解し、支持反力に関する演習問題を解くことができる。
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| 12週 |
はりに生じるせん断力と曲げモーメント（１） |
はりに生じるせん断力と曲げモーメントについて、自由力体系図を用いて演習問題を解くことができる。
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| 13週 |
はりに生じるせん断力と曲げモーメント（２） |
はりに生じるせん断力と曲げモーメントについて、自由力体系図を用いて演習問題を解くことができる。
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| 14週 |
はりの曲げ応力，曲げ応力分布（１） |
はりの曲げ応力と曲げ応力分布に関する演習問題を解くことができる。
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| 15週 |
はりの曲げ応力，曲げ応力分布（２） |
はりの曲げ応力と曲げ応力分布に関する演習問題を解くことができる。
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| 16週 |
前期末試験、試験問題の解説及びポートフォリオの記入 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
断面モーメント（１） |
断面一次モーメントを用いたはり断面の図心の求め方を理解できる。
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| 2週 |
断面モーメント（２） |
はりの断面二次メーメントや断面係数について理解できる。
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| 3週 |
断面モーメント（３） |
はりの各種断面の断面二次モーメントに関する演習問題を解くことができる。
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| 4週 |
断面モーメント（４） |
はりの各種断面の断面二次モーメントに関する演習問題を解くことができる。
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| 5週 |
断面二次モーメントの加法・減法の定理 |
断面二次モーメントの加法・減法の定理に関する演習問題を解くことができる。
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| 6週 |
断面二次モーメントの平行軸の定理 |
断面二次モーメントの平行軸の定理に関する演習問題を解くことができる。
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| 7週 |
曲げ応力 |
はりに生じる最大曲げ応力を計算することができる。
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| 8週 |
後期中間試験、試験問題の解説及びポートフォリオの記入 |
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| 4thQ |
| 9週 |
曲げによるはりのたわみ（１） |
曲げモーメントが与えられたときのたわみ、たわみ角の定義を理解できる。
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| 10週 |
曲げによるはりのたわみ（２） |
曲げのたわみの基礎式を理解し、演習問題を解くことができる。
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| 11週 |
曲げによるはりのたわみ（３） |
微分方程式を用いたはりの弾性たわみ曲線に関する演習問題を解くことができる。
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| 12週 |
積分法を用いた静定はりのたわみ解析（１） |
各種はりの弾性たわみ曲線に関する演習問題を解くことができる。
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| 13週 |
積分法を用いた静定はりのたわみ解析（２） |
各種はりの弾性たわみ曲線に関する演習問題を解くことができる。
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| 14週 |
不静定はりのたわみ解析（１） |
不静定はりのたわみ解析に基づいて、支持反力に関する演習問題を解くことができる。
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| 15週 |
不静定はりのたわみ解析（２） |
不静定はりのたわみ解析に基づいて、支持反力に関する演習問題を解くことができる。
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| 16週 |
学年末試験、試験問題の解説及びポートフォリオの記入 |
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| 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 | 機械設計 | 許容応力、安全率、疲労破壊、応力集中の意味を説明できる。 | 4 | 前7,前8,後15 |
| 力学 | 力は、大きさ、向き、作用する点によって表されることを理解し、適用できる。 | 4 | 前3,前4 |
| 一点に作用する力の合成と分解を図で表現でき、合力と分力を計算できる。 | 4 | 前3,前4 |
| 一点に作用する力のつりあい条件を説明できる。 | 4 | 前3,前4 |
| 力のモーメントの意味を理解し、計算できる。 | 4 | 前13,前14,前15 |
| 偶力の意味を理解し、偶力のモーメントを計算できる。 | 4 | 前13,前14,前15 |
| 着力点が異なる力のつりあい条件を説明できる。 | 4 | 前13,前14,前15 |
| 重心の意味を理解し、平板および立体の重心位置を計算できる。 | 4 | 後3 |
| 荷重が作用した時の材料の変形を説明できる。 | 4 | 前1,前2 |
| 応力とひずみを説明できる。 | 4 | 前3,前4 |
| フックの法則を理解し、弾性係数を説明できる。 | 4 | 前5,前6 |
| 許容応力と安全率を説明できる。 | 4 | 前7,前8 |
| 両端固定棒や組合せ棒などの不静定問題について、応力を計算できる。 | 4 | 前11 |
| 線膨張係数の意味を理解し、熱応力を計算できる。 | 4 | 前11 |
| 引張荷重や圧縮荷重が作用する棒の応力や変形を計算できる。 | 4 | |
| 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。 | 4 | 前13 |
| 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。 | 4 | 前14 |
| 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15 |
| 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 | 後1,後2 |
| 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 | 後3,後4,後5,後6,後15 |
| 各種のはりについて、たわみ角とたわみを計算できる。 | 4 | 後6,後9,後10,後11,後12,後13,後14 |
| 材料 | 引張試験の方法を理解し、応力-ひずみ線図を説明できる。 | 4 | 前5,前6 |