材料力学

科目基礎情報

学校	都城工業高等専門学校	開講年度	2017
授業科目	材料力学
科目番号	0046	科目区分	専門 / 必修
授業形態	授業	単位の種別と単位数	学修単位: 1
開設学科	機械工学科	対象学年	5
開設期	後期	週時間数	1
教科書/教材	竹園茂男　著　「基礎　材料力学」(朝倉書店)
担当教員	高橋 明宏

到達目標

１）四角板の曲げに関する応力・変形の解法が理解できること。
２）弾性学による補正係数を用いた応力解法が理解できること。
３）円板に軸対称曲げが作用するときの応力分布解析が理解できること。
４）円板端の境界条件が異なる場合の応力・変形解析が理解できること。

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(可)
	一次元の梁の応力・変形解法から二次元板の四角板の曲げ応力・変形解法へ拡張・理解ができ、それに関する計算ができる。	四角板の曲げ応力・変形解法の理解ができ、それに関する基本的な計算ができる。	四角板の曲げの応力・変形解析の一部を説明することができる。板の曲げ剛性の計算はできる。
	板の曲げに関する応用問題であるBachの解析を理解し計算ができる。	弾性学による補正係数を用いた基本的な応力解法が理解できる。	弾性学による補正係数を用いた応力解法が理解の一部は説明できる。
	円板に軸対称曲げが作用するときの応力状態の釣り合い式を適切に証明でき、応力解析の応用問題が解けること。	円板に軸対称曲げが作用するときの応力分布解析が理解でき、基本問題を解くことができる。	円板に軸対称曲げが作用するときの応力分布解析の一部は説明できる。
	円板端の境界条件が異なるときの応力・変形解析が理解でき、適切に応用・発展問題を解くことができる。	円板端の境界条件が異なるときの応力・変形解析が理解でき、基本問題を解くことができる。	円板端の境界条件が異なるときの応力・変形解析の一部は説明できる。

学科の到達目標項目との関係

JABEE (d)

JABEE B2

教育方法等

概要:

平板の問題では、①つり合いの方程式を学び、真直はりとの対比を行って、②弾性学の補正係数を用いた応力・変形解析を学ぶ。円形板の問題では、③軸対称曲げの作用を受ける円形板の微分方程式、且つ④円板端の支持あるいは拘束状態の違いによる曲げ応力解析を学ぶ。

授業の進め方・方法:

４年次で学んだ微分方程式の解法、３・４年次の材料力学の「曲げ剛性」、「曲げ応力」、「組合せ応力」の各分野を十分自己学習をして復習すること。通常の授業と異なり、特に自学自習が重要となるので自学自習の成果としてレポート（あるいは自学自習ノート）を提出すること。

注意点:

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
後期
	3rdQ
		1週	授業計画・達成目標・成績の評価方法等の説明、一次元から二次元（平面）の曲げへの拡張	曲げの作用を受ける真直はりを復習し、平面の曲げに関する概念を説明できる。
		2週	平面の曲げ応力と変形（曲率）	曲げ応力と変形に関する演習問題を計算できる。
		3週	平面曲げ変形の微分方程式	曲げ変形の微分方程式に関する演習問題を計算できる。
		4週	弾性学による補正係数を用いた応力解法、演習問題	補正係数を用いた曲げ応力に関する演習問題を計算できる。
		5週	円形板の軸対称曲げ（ナビエの式）	円板状の軸対称曲げに関する概要を説明できる。
		6週	円形板の軸対称曲げ（ナビエの式）	円板状の軸対称曲げに関する演習問題を計算できる。
		7週	円形板の軸対称曲げ応力と変形解析	円板状の軸対称曲げに関する変形解析を説明できる。
		8週	学園末試験、試験問題の解説及びポートフォリオの記入
	4thQ
		9週	自己学習	はりのたわみ解析
		10週	自己学習	円筒変形と鞍形変形の問題
		11週	自己学習	基礎方程式の証明問題
		12週	自己学習	弾性学補正係数を用いた計算問題
		13週	自己学習	円周方向モーメントの学習、モーメントのつり合いの証明
		14週	自己学習	境界条件が異なるときのたわみの比較
		15週	自己学習	境界条件が異なるときの応力の比較
		16週	自己学習、ポートフォリオの記入	境界条件が異なるときの証明問題

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	荷重が作用した時の材料の変形を説明できる。	4	後1
				応力とひずみを説明できる。	4	後1
				フックの法則を理解し、弾性係数を説明できる。	4	後1
				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	後1,後2,後3,後9
				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	後2,後3,後10,後13
				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2,後4,後5,後6,後7,後10,後12,後15
				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2,後4,後13
				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3,後5,後6,後7,後14,後16

評価割合

	試験	レポート	合計
総合評価割合	70	30	100
知識の基本的な 理解	50	30	80
思考・推論・創造 へ の 適 応 力	20	0	20