材料力学演習（Exercises on Strength of Materials）[2167]

＜学位授与の方針＞

○	1. 基礎知識の習得
◎	2. 専門分野知識の習得
	3. 汎用的問題解決技能
	4. 道徳的態度と社会性
	5. 創成能力

＜授業のねらい＞

外力の負荷に対する材料の力学的応答を取扱うに際しての基本的な概念を理解させ、化学装置、機械構造物などの構造設計を行うために必要な基礎知識を与えることを目的とする。自ら学ぶ姿勢により以下の到達目標を達成する。
●マテリアルの強度が基本的な物性の一つとして重要であることを学ぶ。
●マテリアル強度の概念の理解に基づき、力学的特性評価に際しての材料の応答の考え方の基礎を理解する。

＜受講にあたっての前提条件＞

●物理学I、材料力学を受講していること。
●多項式関数の積分計算ができること。

＜具体的な到達目標＞

●マテリアルの強度が構造物の安全性・信頼性確保のために必要な性質であることを学ぶ．
●固体に生ずる内力である応力と変形量の基本であるひずみの概念を理解する。
●外力が負荷された固体に生ずる応力とひずみが計算出来る。
●静定はりに生ずる曲げ応力とたわみが計算できる。
●圧力容器に生ずる応力が計算できる。

＜授業計画及び準備学習＞

１．材料力学を学ぶ意味：
　　材料力学を何のために学ぶのかを、航空機、鉄道車両などの事故を例にとり説明する。
　　準備学習：航空機、鉄道車両などの事故事例を調べる。
２．固体における力のつりあい：
　　力とモーメントと固体における力のつり合いを理解するための問題演習を行う。
　　準備学習：教科書5〜14ページを熟読し、例題を解く。
３．応力とひずみ、フックの法則と弾性定数：
　　垂直応力と垂直ひずみ、せん断応力とせんひずみ、ならびにこれらの関係ならびに棒の応力と変形を理解するための問題演習を行う。
　　準備学習：教科書16〜22ページを熟読し、例題を解く。
４．材料の機械的特性、許容応力と安全率：
　　構造設計に必要な許容応力ならびに安全率について理解し、具体的に許容応力を計算する。
　　準備学習：教科書23〜26ページを熟読し、例題を解く。
５．引張りと圧縮の簡単な問題：
　　棒の自重による応力と変形を理解し、引張りまたは圧縮の不静定問題を解くための演習を行う。
　　準備学習：教科書27〜34ページを熟読し、例題を解く。
６．熱応力、残留応力：
　　熱応力、残留応力の発生機構理解とその評価を行うための問題演習を行う。
　　準備学習：教科書35〜39ページを熟読し、例題を解く。
７．材料のねじり：
　　エンジンからの出力と関連が深い、軸のねじりを説明する。
　　準備学習：教科書82〜89ページを熟読し、例題を解く。
８．真直なはりのせん断応力と曲げモーメント：
　　張の外力と反力を理解し、はりに生ずるせん断応力と曲げモーメントの求め方を学ぶための演習を行う。
　　準備学習：教科書53〜57ページを熟読し、例題を解く。
９．断面二次モーメント：
　　真直なはりに生ずる力学的応答である、はりの曲げ応力の計算に必要な断面二次モーメントを求めるための問題演習を行う。
　　準備学習：教科書58〜62ページを熟読し、例題を解く。
10．はりの曲げ応力とせん断応力：
　　真直なはりに生ずる曲げ応力ならびにせん断応力を求めるための問題演習を行う説明する。
　　準備学習：教科書63〜67ページを熟読し、例題を解く。
11．真直なはりの変形：
　　たわみの基本式の理解と、静定はりのたわみの求め方を学ぶための問題演習を行う。
　　準備学習：教科書68〜81ページを熟読し、例題を解く。
12．中間試験の実施：
　　これまで学んだ知識の整理のために、中間試験問題を解く。
　　準備学習：これまで解いてきた例題をを整理する。
13．圧力容器の応力：
　　配布資料に基づき、圧力容器に生ずる応力を求めるための問題演習を行う。
　　準備学習：事前にWebからダウンロードした資料を熟読し、例題を解く。
14．ひずみのエネルギー：
　　固体内部に蓄えられる弾性ひずみエネルギーをを理解するための問題演習を行う。
　　準備学習：教科書90〜94ページを熟読し、例題を解く。
15．学習成果の確認（期末試験）：
　　準備学習：前回までの総復習を行う。

＜成績評価方法＞

授業への出席による演習問題の解答（成績評価の30%）、期末試験成績（成績評価の70%）などにより総合的に評価し、60点以上で合格とする。

＜教科書＞

グローバル機械工学シリーズ(2)材料力学、坂田勝　ほか　著、朝倉書店

＜参考書＞

材料力学、黒木剛司郎　著、森北出版
材料の科学と工学[２]金属材料の力学的性質、W.D.キャリスター著、入戸野　修　監訳、培風館

＜オフィスアワー＞

八王子校舎：毎週火曜日 13:00〜14:00、講師室、E-mail:kimura@cc.kogakuin.ac.jp

＜学生へのメッセージ＞

種々の装置を実際に設計する場面において必要不可欠となる、材料の力学的応答について実際に計算できる能力を是非とも身につけて欲しいと思います。