2016年度工学院大学 第1部機械工学科

材料力学及演習I(Exercise of Strength of Materials I)[5G01]

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3単位
後藤 芳樹 教授  [ 教員業績  JP  EN ]
最終更新日 : 2016/10/27

<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>
材料力学は強度設計に必要な基礎的な学問である.
● 講義において強度設計の基本的な考え方について理解できる.
● 演習を行うことによって理解を深め,適切な応用ができるようになる.

<受講にあたっての前提条件>
●「数学I・II」で微分積分,微分方程式を習得していること.
●「物理学」,「工業力学及演習I・II」で,力の釣り合い,力のモーメント,偶力に関して習得していること.

<具体的な到達目標>
(1)応力とひずみの意味,引張・圧縮・せん断応力とひずみ,応力とひずみの関係を理解できる.
(2)引張試験,応力−ひずみ線図などを通して弾性や塑性について理解できる.
(3)棒に働く応力やひずみ,トラス構造などに働く応力を求めることができる.
(4)はりの曲げについて,せん断力図,曲げモーメント線図の作図ができ,曲げ応力やせん断応力を求めることができる.
(5)軸がねじりをうけるとき,トルクとねじり角の関係を理解し,せん断応力を求めることができる.

(JABEE学習・教育到達目標)
「機械工学エネルギー・デザインプログラム」: D-2(◎)

<授業計画及び準備学習>
1.ガイダンス:材料力学で何を学ぶのか.単位,外力と内力,引張・圧縮・曲げ・ねじり荷重.
  準備学習:教科書2〜23ページを熟読する.
2.応力とひずみの関係:応力とひずみの概念.引張・圧縮応力とひずみ.
  準備学習:教科書26〜38ページを熟読する.
3.応力とひずみの関係:せん断応力とひずみ.フックの法則.
  準備学習:教科書47ページの基本問題を解く.
4.工業材料の性質と機能:引張試験,応力―ひずみ線図,弾性と塑性,真応力と真ひずみ,材料試験法.
  準備学習:教科書39〜46ページを熟読する.
5.棒の引張と圧縮:棒に働く応力,骨組み構造,トラス,不静定問題.
  準備学習:教科書50〜54ページを熟読する.
6.締結体の問題:棒の不静定問題.不静定トラス,自重による応力とひずみ,ボルトの締め付け応力.
  準備学習:教科書55〜63ページを熟読する.
7.初応力・熱応力:棒の熱膨張により生ずる熱応力.ひずみエネルギーとエネルギー保存則.
  準備学習:教科書64〜66ページを熟読する.  
8.学習成果の確認
  準備学習:1回から7回までの復習を行う.
9.ねじり:軸のねじり,せん断応力の分布,トルクとねじり角の関係. 
  準備学習:教科書78〜82ページを熟読する.
10.はりの曲げ:はりの形式,曲げモーメントとせん断力.片持ちはりと両端支持はり.
  準備学習:教科書94〜102ページを熟読する.
11.曲げモーメント図・せん断力図:各種はりのせん断力図,曲げモーメント図.
  準備学習:教科書103〜120ページを熟読する.
12.はりの曲げ応力:横荷重を受けるはりの応力,断面二次モーメント.
  準備学習:教科書124〜134ページを熟読する.
13.曲げによるせん断応力:横荷重を受けるはりに作用するせん断応力とその分布.
  準備学習:教科書161〜162ページを熟読する.   
14.学習内容の振り返り
  準備学習:9回〜13回までの復習を行う.

<成績評価方法>
成績評価は,中間試験と期末試験の試験点の合計を60%,毎時間行う演習の演習点を40%とする.Grade D 以上を合格とする.

<教科書>
「基礎から学ぶ材料力学」 武沢英樹,田中克昌,小久保邦雄,立野昌義,後藤芳樹,(オーム社)

<参考書>
「材料力学 上巻」チィモシェンコ著(東京図書)

<オフィスアワー>
火曜日 12:40〜13:20 (八王子校舎8号館8-306室)

<学生へのメッセージ>
工業力学が基礎となるので,とくに「力の釣り合い」や「力のモーメント」については十分に理解しておくこと.
授業形態は,原則として3時限目講義,4時限目演習とする.演習のやりかたは,授業の開始時に演習問題を提示するので,その時間内に問題を解き,提出する.問題が解けていない場合は,その場で返却し,解けるまで何回でもやってもらう.

<備 考>
演習には毎週十分な時間を取ってある.教員との質疑応答により演習の答案を完成させ,授業時間内に提出すること.


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