応用材料力学（Applied Strength of Materials）[1F72]

＜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す．本授業では、材料力学の基本的な考え方を整理した後、不静定問題の解法、エネルギー原理、二次元問題の基礎等のやや高度な事項及び座屈や有限要素法、強度設計などの実用的な方法の基本について学びます．具体的な達成目標は以下のとおりです．
１）不静定問題の解法の習得．２）エネルギー原理の応用方法の習得．３）二次元の応力、ひずみ状態の理解．４）座屈の基礎理論の習得．５）有限要素法の基本的な考え方の理解．６）強度設計法の基礎の理解

（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「材料力学」を履修する必要がある．また、「数学I・II」などにより微分積分、微分方程式を、「物理学II」、「工業力学I・II」などで、力の釣り合い、力のモーメント、エネルギー等について理解しておく必要がある．

＜授業計画及び準備学習＞

第1週 ガイダンス、強度設計と材料力学
　　　　強度設計における材料力学の位置づけ及び材料力学の基本的概念の整理
　　　　準備学習：教科書第2章の復習
第2週 棒の引張り・圧縮の不静定問題
　　　　力の釣り合いと変形の連続性を考慮した不静定問題の解法
　　　　準備学習：第1週の演習問題を解く．教科書第3章の復習
第3週 はりの曲げとたわみ
　　　　はりの曲げとたわみに関する考え方の整理
　　　　準備学習：第2週の演習問題を解く．教科書第4,5章の復習　　
第4週 不静定はり
　　　　変形の連続性を考慮した、不静定はりの解法
　　　　準備学習：第3週の演習問題を解く．教科書第6章の復習　　
第5週 ひずみエネルギーとエネルギー保存則
　　　　ひずみエネルギーの定式化と衝撃応力の計算法
　　　　準備学習：第4週の演習問題を解く．教科書第3章3.3、3.4節及び第10章10.1、10.2節の内容
　　　　　　　　　　　把握　
第6週 カスチリアーノの定理
　　　　カスチリアーノの定理といくつかの問題への適用法
　　　　準備学習：第5週の演習問題を解く．教科書第3章3.3、3.4節及び第10章10.1、10.2節の内容
　　　　　　　　　　　把握　
第7週 ひずみエネルギーに関する諸定理
　　　　相反定理、最小仕事の定理などひずみエネルギーに関する諸定理
　　　　準備学習：第6週の演習問題を解く．教科書第10章10.3、10.4節の内容把握　
第8週 二次元問題における応力とひずみ、モールの応力円
　　　　平面応力と平面ひずみ、任意方向の応力、主応力の求め方
　　　　準備学習：第7週の演習問題を解く．教科書第9章9.1〜9.3節の内容把握　
第9週 二次元問題におけるひずみ、モールのひずみ円、ひずみゲージによる応力測定法
　　　　平面におけるひずみ成分、任意方向のひずみ、主ひずみの求め方、平面における応力測定法
　　　　準備学習：第8週の演習問題を解く．教科書第9章9.4、9.5節の内容把握　
第10週 座屈
　　　　座屈問題の基礎（非線形問題の一例として）
　　　　準備学習：第9週の演習問題を解く．教科書第11章の内容把握　
第11週 有限要素法
　　　　トラス構造を例とする有限要素法の基本的な考え方
　　　　準備学習：第10週の演習問題を解く．教科書第2章のトラスの問題の復習　
第12週 応力集中、応力特異点
　　　　実際の機械部品で生じる応力集中と強度との関連
　　　　準備学習：第11週の演習問題を解く．教科書第13章13.1節の内容把握　
第13週 疲労破壊と強度設計
　　　　工業製品でしばしば生じる疲労破壊とこれを考慮した強度評価法
　　　　準備学習：教科書第13章13.2、13.3節の内容把握　
第14週　演習の解説
　　　　これまでの演習の要点を解説する．
　　　　準備学習：授業で課したこれまでの演習問題のうち、不正解のものを再度解く．
第15週 学習成果の確認（試験）
　　　　準備学習：これまでの学習内容の復習

＜成績評価方法及び水準＞

毎回の演習と定期試験の成績で評価する。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．また、40点〜49点の者で特別かつ合理的な事情がある場合は別途さらに課題を課し、全問正解で合格（60点）とする．
原則として、最終講義終了時点で演習の正答率が75％に満たない者は履修放棄とみなして成績評価を行わない．

＜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
講義内容のプリントを配布する．

すでに上記以外の材料力学に関する書籍を持っている人は新たに購入する必要はないが、準備学習として、対応する部分を予習すること．

＜オフィスアワー＞

月曜の授業日の19時30分から20時の間、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、工業製品の強度設計における幅広い課題に対応できるようになります。各自演習問題を解くなどして基本事項を十分に消化し、実際に役立つ応用力を身につけて下さい。

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