○材料力学Ｉ及演習（k）[5G06]

＜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＞

材料力学は機械や構造物の強度設計を行うための必須の学問である．講義の中で学習した概念を，その後に行う演習を自ら解くことによって身につけ，以下の到達目標を達成する．
・身の回りの機械や構造物を見て，その信頼性について考えることができる．
・実際の部材や構造物を見て，最も壊れやすい箇所や破損の原因を判断できる．

＜受講にあたっての前提条件＞

・「数学I・II」を受講し，微分積分の計算や微分方程式の解法を習得しておくこと．
・「物理学」，「工業力学及演習I・II」を受講し，力のつり合い，モーメント，偶力など，力学の基礎になる考え方を習得しておくこと．

＜具体的な到達目標＞

・応力やひずみの概念を理解し，さらに棒，軸，はりに生じる応力と変形の算出，また材料の性質などを習得することにより，機械の強度設計に応用できる．
・設計に関連する例題や演習問題に着手して，材料設計の基本的な考え方を身につけることにより，技術士の一次試験に出題される材料力学の基本的問題を解くことができる．
（JABEE学習・教育到達目標）
「機械システム基礎工学プログラム」：（D）◎
（JABEEキーワード）
「機械システム基礎工学プログラム」：引張・圧縮・せん断応力とひずみ（6.0），弾性と塑性（2.0），熱応力（2.0），衝撃応力（0.5），ねじり（3.0），　曲げ（17.0），真応力と真ひずみ（0.5），トラス・ラーメン（2.0），工業材料の性質と機能（1.0），材料試験法（1.0），技術と安全（1.0）．

＜授業計画及び準備学習＞

１．材料力学とは，外力と内力，棒の引張り・圧縮
　　材料力学とは“どんな学問”で“何を学ぶ”のかについて説明する．
　　材料力学の考え方の基本となる外力と内力の概念について学ぶ．
　　応力やひずみの初歩的な理解をするため棒に生じる応力とひずみについて学ぶ．
　　準備学習：教科書1〜34ページを熟読する．
２．材料の機械的性質
　　応力とひずみの関係，材料の機械的性質について学ぶ．
　　準備学習：教科書35〜45ページを熟読する．
３．サンブナンの原理，変断面棒および自重が作用する棒の問題
　　サンブナンの原理を理解する．
　　断面積が変化する棒や自重が作用する棒の引張りに関する問題の取り扱いを学ぶ．
　　準備学習：教科書46〜51，58〜63ページを熟読する．
４．棒の引張・圧縮に関する不静定問題
　　不静定問題における応力とひずみの算出方法について学ぶ．
　　準備学習：教科書52〜57ページを熟読する．
５．熱による棒の変形と応力
　　温度変化に伴う応力の発生の仕組みを理解し，熱応力とひずみの取り扱いを学ぶ．
　　準備学習：教科書64〜71ページを熟読する．
６．これまでのまとめと習熟度の確認
　　中間試験を実施する．
７．丸棒のねじり，ねじり応力とねじりモーメントの関係
　　丸棒に作用するねじりモーメントとせん断応力の関係について学ぶ．
　　準備学習：教科書78〜82ページを熟読する．
８．ねじりの不静定問題，伝動軸の設計
　　棒のねじり問題の応用として，不静定問題の取り扱いや伝動軸の設計を学ぶ．
　　準備学習：教科書83〜91ページを熟読する．
９．はりの曲げモーメントとせん断力1
　　はりの種類を理解し，はりに生じる曲げモーメントとせん断力の算出方法を学ぶ．
　　準備学習：教科書93〜102ページを熟読する．
10．はりの曲げモーメントとせん断力2
　　曲げモーメント図とせん断力の図示を理解し，各種はりに対する取り扱いを学ぶ．
　　準備学習：教科書103〜120ページを熟読する．
11．はりの曲げ応力，断面二次モーメント
　　はりに生じる曲げ応力を求める式の誘導および断面二次モーメントについて学ぶ．
　　準備学習：教科書123〜134ページを熟読する．
12．はりのたわみ曲線
　　はりのたわみ量を求めるたわみの基礎式について学ぶ．
　　準備学習：教科書135〜142ページを熟読する．
13．さまざまな曲げを受けるはりのたわみ
　　各種のはりに対してはりの基礎式を導き，たわみを求める方法を学ぶ．
　　準備学習：教科書143〜147ページを熟読する．
14．学習成果の振り返り
　　準備学習：前回までの総復習を行う．

＜成績評価方法＞

成績評価は，授業内に実施する演習の採点結果と，中間試験および期末試験の結果にて行い，その割合は演習を2，中間試験を3，期末試験を5とする．A＋からFの6段階評価でD以上の者を合格とする．

＜教科書＞

「基礎から学ぶ材料力学」，立野昌義・後藤芳樹編著，武沢英樹・田中克昌・小久保邦雄・瀬戸秀幸共著，オーム社（2013），ISBN：978-4-274-21446-2

＜参考書＞

指定参考書なし

＜オフィスアワー＞

簡単な質問は，授業後の教室にて受け付ける
火曜日　12:30〜13:30　新宿校舎　高層棟A-1776室（スポーツ材料力学研究室，ktanaka@cc.kogakuin.ac.jp）

＜学生へのメッセージ＞

材料力学は，さまざまな物体（固体）が外力を受けてどのように変形するのか，物体の内部にはどのような力が作用しているのか，どのような条件で物体は壊れるのか，を考える学問であり，機械部品や機械構造を設計する指針を得るための基礎となります．繰り返し学習することにより，材料力学の考え方をしっかりと習得してください．