○材料力学及演習Ｉ（Exercise of Strength of Materials I）[6C01]

＜授業のねらい及び具体的な達成目標＞

材料力学は種々の工業製品の強度設計に不可欠な学問で、主として、強度評価に必要な応力、変形などの力学量を求める方法を学びます．この授業は、講義において材料力学の基本的な考え方を理解し、これに続く演習で自ら考えて理解を深めることにより、幅広い応用力を身につけることを目的としています．以下に具体的な目標を示します．
１．強度設計における材料力学の位置づけを理解する．
２．力と応力、ひずみと変形、および応力とひずみの関係を理解する．
３．上記２に加えて、力のつりあい、変形の連続の条件を用いることにより、棒やはりなどの部材に生じる応力、ひずみ、変形等などの力学量を算出できるようにする．
(JABEE学習・教育目標)
「国際工学プログラム」
(C)基礎工学・専門工学知識の習得：◎
JABEE基準１の（1）の知識・能力：（ｄ）の（1)：◎
「機械工学エネルギー・デザインプログラム」(D)◎（F)○
「機械システム基礎プログラム」(D)◎
(JABEE基本キーワード)　
引張・圧縮・せん断応力とひずみ、材料の強度と許容応力
(JABEE個別キーワード)
熱応力、ねじり、曲げ
(前提となる基礎知識と習得後の展開)
本科目を履修する前に、「数学I・II」などにより微分積分、微分方程式を、また「物理学」、「工業力学及演習I・II」などで、力の釣り合い、力のモーメント、偶力に関して習得しておく必要がある．本科目の終了後は「材料力学及演習II」に進み、さらに「数値材料力学」や「材料強度学」などの科目を履修することができる．

＜授業計画＞

第1週 材料力学とは．材料の機械的性質と破壊、応力とひずみ
　　　　材料の性質と強度設計における材料力学の位置づけ及び応力とひずみの概念を理解する．
第2週 棒の引張り・圧縮
　　　　応力やひずみの初歩的な理解のために棒に生じる応力、ひずみ及び変形を学ぶ．
第3週 分布荷重、変断面の棒、不静定な組み合わせ棒の問題
　　　　力の釣り合いや変形の連続性を用いたやや複雑な問題の解法を学ぶ．　　
第4週 熱応力、組み合わせ棒、締結体
　　　　変形が拘束された場合の例として、高温機器で生じる熱応力の考え方等を学ぶ．　
第5週 横ひずみ、せん断、ねじり
　　　　軸がねじり荷重を受けた場合は、引張り、圧縮応力とは異なるせん断応力が生じること
　　　　を学ぶ．
第6週 コイルばね
　　　　せん断応力の例とコイルばねの変形と応力を学ぶ．
第7週 はりの問題、せん断力と曲げモーメント分布図
　　　　力及びモーメントの釣り合いから、せん断力と曲げモーメントの分布を得る方法を学
　　　　ぶ．
第8週 はりの曲げ応力
　　　　Bernoulli-Eulerの仮定からはりの曲げ応力を求める式を誘導する．
第9週 断面二次モーメント
　　　　はりの曲げ応力を求める際に必要な断面二次モーメントを学習する．
第10週 はりの曲げにおけるせん断応力
　　　　はりの曲げにおけるせん断応力の求め方について学ぶ．
第11週 はりのたわみ
　　　　はりのたわみを用いて、はりの釣り合いを表す微分方程式を求める．
第12週 はりのたわみ
　　　　たわみを用いた微分方程式を各種のはりに適用してたわみを求める．
第13週 重ね合わせの方法
　　　　はりのたわみや応力を重ね合わせの方法を用いて求める．
第14週 定期試験

＜成績評価方法及び水準＞

講義後の演習の答案および定期試験の採点で評価する。割合は前者30％、後者70％とし、合格点は60点以上とする。50点〜59点の者は演習問題の再提出を認め、全問正解で合格（60点）とする．

＜教科書＞

機械工学基礎コース「材料力学」小久保邦雄、後藤芳樹、森孝男、立野正義、丸善株式会社

＜オフィスアワー＞

土曜の授業日の4時限終了後30分、講師室にて

＜学生へのメッセージ＞

材料力学では、力のつりあい、変形の連続性、応力とひずみの関係といった基本事項を十分理解すれば、幅広い課題に対応できるようになります。演習等により基本事項を十分に消化し、卒業後に役立つ応用力を身につけて下さい。

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