B0110300

材料力学1

Mechanics of Materials 1

開講部

工学部

開講学科

機械機能工学科

開講学年

1年次

開講時期

後期

単位数

2

単位区分

必修

系列区分

専門

講義区分

講義
教授高﨑明人この先生のアンケート一覧を参照

授業の概要

航空機などの大型構造物が故障を起こして,人命に関わる大事故に繋がることがしばしばあるが,本来,機械・構造物は、供用中に壊れてはいけない.そのためには、構造物の各部材に対して十分な強度を持たせなければならない.材料力学は、機械・構造物を設計しようとするとき,「供用中に壊れないためにはどうすれば良いのか」という強度的な指針を与えるもので,物体(固体)を連続体と考える力学体系の一つである.材料力学の知識なしには機械・構造物の強度設計はできないといっても過言ではない.本講義では,材料力学の基本となる引張りや圧縮もしくはせん断力を受ける部材の応力やひずみを先ず学修し,さらに,構造物設計の強度計算の基本を学修する.

達成目標

1.応力やひずみといった材料力学で重要な工学量を正しく理解する.
さらに,材料力学で最も重要な量である応力がベクトル量でないことを理解する.
2.引張り・圧縮力やせん断力を受ける部材の強度計算が行え部材の寸法等が決定できる.
3.ねじりを受ける部材の強度計算が行え部材の寸法等が決定できる.
4.単軸応力および三軸応力状態の違いを認識して応力解析ができる.平面応力および平面ひずみ状態の違いが理解でき,さらに,モールの応力円の原理を正しく理解し,応力の解析に正しく使える.
5.重要なキーワードの英語句が理解でき,英文で書かれた簡単な問題が理解できる.

授業計画


【授業計画】【授業時間外課題(予習および復習を含む)】
1.イントロダクション
講義の進め方,材料力学の目的,基礎知識の整理(第1章)
シラバスをよく読んでおくこと.高校数学の三角関数およびベクトル,さらに物理の力学を復習しておくこと.
2.応力とひずみ(1)(第2章)
応力とひずみの定義
教科書の19ページから23ページを読んでおくこと.
3.応力とひずみ(2)(第2章)
応力−ひずみ線図(引張試験,ぜい性材料,延性材料)
教科書の6,7ページおよび24ページから26ページを読んでおくこと.
4.応力とひずみ(3)(第2章)
応力とひずみの関係(フックの法則),許容応力と安全係数(基準強さの概念)
教科書の26ページから28ページを読んでおくこと.
5.中間試験1(45分程度)(範囲は上記1〜4)
中間試験1の講評
第1回目から第4回目までの講義内容を復習して試験に臨むこと.
6.応力とひずみ(4)(第2章)
許容応力と安全係数(基準強さの選定)
教科書の28ページから31ページを読んでおくこと.
7.引張と圧縮(第3章)
棒の伸び(1)
真直棒、骨組構造および段付き棒の伸び
教科書の33ページから37ページを読んでおくこと.
8.引張と圧縮(第3章)
棒の伸び(2),静定と不静定,重ね合わせの原理
物体力を受ける棒の伸び
教科書の37ページから42ページを読んでおくこと.
9.引張と圧縮(第3章),エネルギー法(第9章)
熱応力およびひずみエネルギ
教科書の42ページから44ページおよび151ページから154ページを読んでおくこと.
10.中間試験2(範囲は上記6〜9)
中間試験2の講評
第6回目から第9回目までの講義内容を復習して試験に臨むこと.
11.軸のねじり(1)(第4章)
軸の応力とひずみ
中軸丸軸,中空丸軸
教科書の47ページから51ページを読んでおくこと.
12.軸のねじり(2)(第4章)
ねじりの不静定問題
教科書の52ページから56ページを読んでおくこと.
13.複雑な応力(1)(第8章)
3次元の応力成分,傾斜断面の応力
教科書の131ページから135ページを読んでおくこと.
14.複雑な応力(2)(第8章)
応力の釣り合い,一般化したフックの法則
教科書の141ページから144ページを読んでおくこと.
15.定期試験および講評第1回目から第14回目までの講義の復習をして試験に臨むこと.

評価方法と基準

(中間試験1:20点満点)+(中間試験2:20点満点)+(定期試験:60点満点)とし,試験の総合計が60点以上(100点満点)を合格とする.中間試験1では到達目標の1〜2を,中間試験2では3〜4を評価する.定期試験では到達目標の1〜5全てを評価する.定期試験のそれぞれの項目のウェイトは同様である.なお,範囲に関連する英文問題を1問必ず出題する.なお,定期試験を受けるためには2/3以上の出席が必要である.

教科書・参考書

テキスト:日本機械学会編:「材料力学」(JSMEテキストシリーズ)
参考書等:William A. Nash: 「Schaum's Outline of Theory and Problems of Strength of Materials (Schaum's Outline Series)」(McGraw-Hill)

履修登録前の準備

第1回目の講義でも少し触れますが、高校で学んだ三角関数およびベクトル,さらには大学で学修した物理学の力学を必ず復習しておいて下さい.
力学科目は機械技術者にとって非常に重要なものです.常日頃から種々の力学的現象に親しみ,さらに,いろいろな問題を自ら進んで解いてみようという積極的な姿勢を持つことが材料力学マスターの早道です.

学習・教育目標との対応

1.(D)技術・工学の根幹をなす「物質」,「エネルギー」および「情報」を基盤とした機械工学の基礎的な知識と応用能力を習得する (1) 力学,材料力学,熱力学,流れの力学の基礎 (2) 多く (17科目以上) の専門科目の習得
2.(G)技術的な討議や情報交換等のコミュニケーションが行える知識を習得する (1) 日本語による技術者としてのコミュニケーション能力 (2) 英語による基礎的なコミュニケーション能力

オフィスアワー、質問・相談の方法

授業終了後30分(大宮校舎)
水曜日16:00〜17:00(豊洲校舎,研究室)

環境との関連

環境に関連しない科目

最終更新 : Sun Apr 06 07:19:36 JST 2014