材料力学Ⅰ

科目基礎情報

学校 鹿児島工業高等専門学校 開講年度 2017
授業科目 材料力学Ⅰ
科目番号 0026 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 機械工学科 対象学年 3
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 「ポイントで学ぶ材料力学」,西村尚編著,丸善株式会社 /「例題で学ぶ材料力学」,西村尚編著,丸善株式会社
担当教員 南金山 裕弘

到達目標

機械工学の根幹である3力学のうちの1つで、4年次までの継続科目であり、その内容は多く、機械設計における静的強度計算の基礎となる重要な科目である。3年次では部材に作用する引張、圧縮、曲げ、ねじりなどの基本的な力と応力やひずみの概念を学び、部材の変形に関する諸量の計算ができる。


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.弾性体における応力とひずみの関係、工業材料の機械的性質を理解し、説明できること弾性体における応力とひずみの関係、工業材料の機械的性質をよく理解し、その説明ができる。弾性体における応力とひずみの関係、工業材料の機械的性質を理解し、基本的な説明ができる。弾性体における応力とひずみの関係、工業材料の機械的性質の基本部分は理解しているが、充分な説明ができない。
評価項目2.軸荷重を受ける棒の関係、引張り・圧縮の不静定問題、熱応力と残留応力、骨組構造を理解し、説明できること軸荷重を受ける棒の関係、引張り・圧縮の不静定問題、熱応力と残留応力、骨組構造をよく理解し、その説明ができる。軸荷重を受ける棒の関係、引張り・圧縮の不静定問題、熱応力と残留応力、骨組構造を理解し、基本的な説明ができる。軸荷重を受ける棒の関係、引張り・圧縮の不静定問題、熱応力と残留応力、骨組構造の基本部分は理解しているが、充分な説明ができない。
評価項目3.丸軸のねじり、コイルばねを理解し、説明できること丸軸のねじり、コイルばねをよく理解し、その説明ができる。丸軸のねじり、コイルばねを理解し、基本的な説明できる。丸軸のねじり、コイルばねの基本部分は理解しているが、充分な説明ができない。
評価項目4.はりの支持方法、はりに加わる荷重とモーメント、はりの断面に生じる力とモーメントを理解し、説明できることはりの支持方法、はりに加わる荷重とモーメント、はりの断面に生じる力とモーメントをよく理解し、その説明ができる。はりの支持方法、はりに加わる荷重とモーメント、はりの断面に生じる力とモーメントを理解し、基本的な説明ができる。はりの支持方法、はりに加わる荷重とモーメント、はりの断面に生じる力とモーメントの基本部分は理解しているが、充分な説明ができない。
評価項目5.曲げモーメント、せん断力および軸力の符号、せん断力図と曲げモーメント図を理解し、作図できること曲げモーメント、せん断力および軸力の符号、せん断力図と曲げモーメント図をよく理解し、それを作図できる。曲げモーメント、せん断力および軸力の符号、せん断力図と曲げモーメント図を理解し、基本的には作図できる。曲げモーメント、せん断力および軸力の符号、せん断力図と曲げモーメント図の基本部分は理解しているが、作図ができない。
評価項目6.重ね合せの原理、分布荷重、せん断力および曲げモーメントとの関係を理解し、応用できること重ね合せの原理、分布荷重、せん断力および曲げモーメントとの関係をよく理解し、応用して問題を解くことができる。重ね合せの原理、分布荷重、せん断力および曲げモーメントとの関係を理解し、基本的には応用できる。重ね合せの原理、分布荷重、せん断力および曲げモーメントとの関係の基本部分は理解しているが、それを応用して問題を解けない。
評価項目7.はりの応力、はりに作用するせん断力、断面二次モーメントを理解し、説明できることはりの応力、はりに作用するせん断力、断面二次モーメントをよく理解し、その説明ができる。はりの応力、はりに作用するせん断力、断面二次モーメントを理解し、基本的な説明ができる。はりの応力、はりに作用するせん断力、断面二次モーメントの基本部分は理解しているが、充分な説明ができない。
評価項目8.曲げモーメントによるはりのたわみ(片持ばりのたわみ、単純支持ばりのたわみ)を理解し、説明できること曲げモーメントによるはりのたわみ(片持ばりのたわみ、単純支持ばりのたわみ)をよく理解し、その説明ができる。曲げモーメントによるはりのたわみ(片持ばりのたわみ、単純支持ばりのたわみ)を理解し、基本的な説明ができる。曲げモーメントによるはりのたわみ(片持ばりのたわみ、単純支持ばりのたわみ)の基本部分は理解しているが、充分な説明ができない。

学科の到達目標項目との関係

本科(準学士課程)の学習・教育到達目標 3-c 説明 閉じる

教育方法等

概要:
金属材料の特性、力学的つり合い関係を理解・習得でき、構造物を設計するときの留意点なども学ぶ。また物理や工業力学との関連知識も必要である。
授業の進め方・方法:
教科書を中心として、その内容を適宜、説明し、各項目終了後に、章末問題の解法説明を行う。また、試験前には、補助教材を用いて、演習問題の解法説明も行う。
注意点:
静的な力のつり合い、モーメントのつり合いなどの基礎知識は工業力学などで必要とされ、その計算では微分や積分などの数学的知識も必要となるため、他の科目との関連を考えながら学習する。

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 1. 材料力学序論 (1) 応力とひずみを理解し、応用できる。
(2) 弾性体における応力とひずみの関係を理解し、応用できる。
2週 1. 材料力学序論(続き1) (3) 工業材料の機械的性質を理解し、応用できる。
(4) 安全率と許容応力を理解し、応用できる。
3週 2. 引張と圧縮 (1) 軸荷重を受ける棒の関係を理解し、応用できる。
(2) 引張り・圧縮の不静定問題を理解し、応用できる。
4週 2. 引張と圧縮(続き1) (1) 軸荷重を受ける棒の関係を理解し、応用できる。
(2) 引張り・圧縮の不静定問題を理解し、応用できる。
5週 2. 引張と圧縮(続き2) (1) 軸荷重を受ける棒の関係を理解し、応用できる。
(2) 引張り・圧縮の不静定問題を理解し、応用できる。
6週 2. 引張と圧縮(続き3) (3) 熱応力と残留応力を理解し、応用できる。
(4) 骨組構造を理解し、応用できる。
7週 2. 引張と圧縮(続き4) (3) 熱応力と残留応力を理解し、応用できる。
(4) 骨組構造を理解し、応用できる。
8週 3. ねじり (1) 丸軸のねじりを理解し、応用できる。
2ndQ
9週 3. ねじり(続き1) (2) コイルばねを理解し、応用できる。
10週 4. 真直ばりの曲げモーメントとせん断力 (1) はりの支持方法
(2) はりに加わる荷重とモーメントを理解し、応用できる。
(3) 静定ばりを理解し、応用できる。
11週 4. 真直ばりの曲げモーメントとせん断力(続き1) (1) はりの支持方法
(2) はりに加わる荷重とモーメントを理解し、応用できる。
(3) 静定ばりを理解し、応用できる。
12週 4. 真直ばりの曲げモーメントとせん断力(続き2) (4) はりの断面に生じる力とモーメントを理解し、応用できる。
(5) 曲げモーメント、せん断力および軸力の符号を理解し、応用できる。
(6) せん断力図と曲げモーメント図を理解し、応用できる。
13週 4. 真直ばりの曲げモーメントとせん断力(続き3) (4) はりの断面に生じる力とモーメントを理解し、応用できる。
(5) 曲げモーメント、せん断力および軸力の符号を理解し、応用できる。
(6) せん断力図と曲げモーメント図を理解し、応用できる。
14週 4. 真直ばりの曲げモーメントとせん断力(続き4) (7) 重ね合せの原理を理解し、応用できる。
(8) 分布荷重、せん断力および曲げモーメントとの関係を理解し、応用できる。
15週 期末試験の返却と解説 試験において間違えた部分を自分の課題として把握する。 (非評価項目)
16週
後期
3rdQ
1週 5. 真直ばりの応力 (1) はりの応力を理解し、応用できる。
(2) 断面二次モーメントを理解し、応用できる。
(3) はりに作用するせん断力を理解し、応用できる。
2週 5. 真直ばりの応力(続き1) (1) はりの応力を理解し、応用できる。
(2) 断面二次モーメントを理解し、応用できる。
(3) はりに作用するせん断力を理解し、応用できる。
3週 5. 真直ばりの応力(続き2) (1) はりの応力を理解し、応用できる。
(2) 断面二次モーメントを理解し、応用できる。
(3) はりに作用するせん断力を理解し、応用できる。
4週 5. 真直ばりの応力(続き3) (1) はりの応力を理解し、応用できる。
(2) 断面二次モーメントを理解し、応用できる。
(3) はりに作用するせん断力を理解し、応用できる。
5週 5. 真直ばりの応力(続き4) (1) はりの応力を理解し、応用できる。
(2) 断面二次モーメントを理解し、応用できる。
(3) はりに作用するせん断力を理解し、応用できる。
6週 5. 真直ばりの応力(続き5) (1) はりの応力を理解し、応用できる。
(2) 断面二次モーメントを理解し、応用できる。
(3) はりに作用するせん断力を理解し、応用できる。
7週 5. 真直ばりの応力(続き6) (1) はりの応力を理解し、応用できる。
(2) 断面二次モーメントを理解し、応用できる。
(3) はりに作用するせん断力を理解し、応用できる。
8週 6. 真直ばりの変形 (1) 曲げモーメントによるはりのたわみの基礎式を理解し、応用できる。
(2) 片持ばりのたわみを理解し、応用できる。
(3) 単純支持ばりのたわみを理解し、応用できる。
4thQ
9週 6. 真直ばりの変形(続き1) (1) 曲げモーメントによるはりのたわみの基礎式を理解し、応用できる。
(2) 片持ばりのたわみを理解し、応用できる。
(3) 単純支持ばりのたわみを理解し、応用できる。
10週 6. 真直ばりの変形(続き2) (1) 曲げモーメントによるはりのたわみの基礎式を理解し、応用できる。
(2) 片持ばりのたわみを理解し、応用できる。
(3) 単純支持ばりのたわみを理解し、応用できる。
11週 6. 真直ばりの変形(続き3) (1) 曲げモーメントによるはりのたわみの基礎式を理解し、応用できる。
(2) 片持ばりのたわみを理解し、応用できる。
(3) 単純支持ばりのたわみを理解し、応用できる。
12週 6. 真直ばりの変形(続き4) (1) 曲げモーメントによるはりのたわみの基礎式を理解し、応用できる。
(2) 片持ばりのたわみを理解し、応用できる。
(3) 単純支持ばりのたわみを理解し、応用できる。
13週 6. 真直ばりの変形(続き5) (1) 曲げモーメントによるはりのたわみの基礎式を理解し、応用できる。
(2) 片持ばりのたわみを理解し、応用できる。
(3) 単純支持ばりのたわみを理解し、応用できる。
14週 6. 真直ばりの変形(続き6) (1) 曲げモーメントによるはりのたわみの基礎式を理解し、応用できる。
(2) 片持ばりのたわみを理解し、応用できる。
(3) 単純支持ばりのたわみを理解し、応用できる。
15週 期末試験の返却と解説 試験において間違えた部分を自分の課題として把握する。 (非評価項目)
16週

評価割合

試験レポート授業態度合計
総合評価割合701020100
基礎的能力3551050
専門的能力3551050