2019年 理工学部 シラバス - 機械工学科
設置情報
| 科目名 | 材料力学Ⅰ | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 機械工学科 | 学年 | 2年 |
| 担当者 | 加藤 保之 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 水曜4 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | F34M |
| クラス | A | ||
| ポリシー | ディプロマ・ポリシー【DP】 カリキュラム・ポリシー【CP】 | ||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 物体に力が作用すると物体は運動を始めたり変形をするが、材料力学では主として物体の変 形について調べる。変形する物体の内部には内力が生じるが、その内力が大きくなると物体は破壊してしまう。このように材料力学は物体の強度および変形について学ぶ学問である。 具体的には、 1）機械構造材料の力学的性質(機械的性質) 、 2）強度計算における許容応力（安全率）の考え方、 3）外力と内力の概念、 4）力の釣り合いと静定問題、 5）内力(応力)と変形(ひずみ)の関係、 6）機械構造物に現実に作用する外力と簡略化し理想化した解析モデルの関係、 の項目を習得することができる。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
主に板書を中心とした講義形式で行うので､講義内容を要領よくノートにとることが必要で ある。理解度を深めるためには演習は不可欠であるので、材料力学Ⅰの講義と平行して行われる材料力学演習Aは毎回出席すること。 |
| 履修条件 | 1）初等線形代数学が理解できること。 2）簡単な微分の概念および積分が理解できること。 |
授業計画
| 第1回 | 講義概要の説明、授業計画の説明、成績評価方法の説明、 外力と内力の定義 【事前学習】シラバスの内容を確認する。また教科書の1ページから8ページを読んで理解できない箇所をまとめておくこと。(120分) 【事後学習】初回の講義で説明した外力と内力の定義についての講義のノートを読み返し復習すること。(120分) |
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| 第2回 | 【応力・ひずみの概念】 応力の定義とひずみの定義 【事前学習】教科書の9ページから15ページを読み理解できない箇所をまとめておく。(120分) 【事後学習】第2回目の講義で説明した応力とひずみの定義の講義ノートを読み返し復習すること。(120分) |
| 第3回 | 【金属材料の機械的性質】 金属材料の機械的性質(フックの法則など)、弾性と塑性、材料の強度と許容応力、機械設計と安全性 【事前学習】教科書の16ページから26ページを読んで理解できない箇所をまとめておくこと。(120分) 【事後学習】第3回目の講義で説明した金属材料の機械的性質についての講義のノートを読み返し復習すること。(120分) |
| 第4回 | 【引張・圧縮を受ける棒の内力と変形（1）】 一様断面棒の内力と伸びの関係、変断面棒の内力と伸びの関係 【事前学習】教科書の2.1節と2.2節(27ページから40ページ)を読んで理解できない箇所をまとめておくこと。(120分) 【事後学習】第4回目の講義で説明した棒の内力と伸びについての講義のノートを読み返すとともに、教科書の例題や与えられた課題の問題を解き理解を深めること。(120分) |
| 第5回 | 【引張・圧縮を受ける棒の内力と変形（2）】 自重による棒の伸び，遠心力による伸び 【事前学習】教科書の2.3節(41ページから46ページ)を読んで理解できない箇所をまとめておくこと。(120分) 【事後学習】第5回目の講義で説明した自重または遠心力を受ける棒についての講義のノートを読み返すとともに、教科書の例題や与えられた課題の問題を解き理解を深めること。(120分) |
| 第6回 | 【引張・圧縮を受ける棒の内力と変形（3）】 引張・圧縮を受ける変断面棒の内力と変形といくつかの例題 【事前学習】教科書の2.4節(47ページから57ページ)を読み予め理解できない箇所をまとめておくこと。(120分) 【事後学習】第6回目の講義で説明した変断面棒の内力と変形についての講義のノートを読み返すとともに、教科書の例題や与えられた課題の問題を解き理解を深めること。(120分) |
| 第7回 | 【静定トラス構造（1）】 静定トラス構造について、トラスの剛性と強度、静定トラスの内力の求め方、 【事前学習】教科書の2.5節(58ページから60ページ)を読み予め理解できない箇所をまとめておくこと。(120分) 【事後学習】第7回目の講義で説明した静定トラスの内力の求め方についての講義のノートを読み返すとともに、教科書の例題や与えられた課題の問題を解き理解を深めること。(120分) |
| 第8回 | 【静定トラス構造（2）】 静定トラスの変形の求め方、静定トラス構造のいくつかの例題 【事前学習】教科書の2.5節(61ページから63ページ)を読み予め理解できない箇所をまとめておくこと。(120分) 【事後学習】第8回目の講義で説明した静定トラスの変形の求め方についての講義のノートを読み返すとともに、教科書の例題や与えられた課題の問題を解き理解を深めること。(120分) |
| 第9回 | 棒の引張・圧縮に関する課題演習(小テスト)と解説 【事前学習】十分準備をしたうえで課題演習(小テスト)に臨む必要がある。そのため第2章について復習をする必要がある。(120分) 【事後学習】小テストについて再度問題を解き直し、解けなかった箇所を復習する。また、小テストと類似の問題を解き、理解度を再確認する。(120分) |
| 第10回 | 【丸棒のねじり（1）】 せん断ひずみとせん断応力、ねじりモーメントとねじり率の関係 【事前学習】教科書の3.1節のせん断応力とせん断ひずみ(71ページから74ページ)ならびに3.2節の円形断面軸の捩り(75ページから83ページ)を読み予め理解できない箇所をまとめておくこと。(120分) 【事後学習】第10回目の講義で説明した円形断面軸の捩りについての講義のノートを読み返すとともに、教科書の例題や与えられた課題の問題を解き理解を深めること。(120分) |
| 第11回 | 【丸棒のねじり（2）】 変断面棒のねじりの取り扱い方、段付き棒のねじり問題、いくつかの例題 【事前学習】教科書の3.3節の円形変断面軸の捩り(84ページから90ページ)を読み予め理解できない箇所をまとめておくこと。(120分) 【事後学習】第11回目の講義で説明した円形変断面軸の捩りについての講義のノートを読み返すとともに、教科書の例題や与えられた課題の問題を解き理解を深めること。(120分) |
| 第12回 | 【曲げモーメントとせん断力（1）】 せん断力と曲げモーメント及びその符号の定義、せん断力図と曲げモーメント図 【事前学習】教科書の4.1節のはりの種類と支持方法(91ページから93ページ)ならびに4.2節の片持ちはりのせん断力と曲げモーメント(94ページから105ページ)を読み予め理解できない箇所をまとめておくこと。(120分) 【事後学習】第12回目の講義で説明した片持ちはりのせん断力と曲げモーメントについての講義のノートを読み返すとともに、教科書の例題や与えられた課題の問題を解き理解を深めること。(120分) |
| 第13回 | 【曲げモーメントとせん断力（2）】 各種はりのせん断力図と曲げモーメント図 【事前学習】教科書の4.3節の単純支持はりの曲げモーメントとせん断力(106ページから114ページ)を読み予め理解できない箇所をまとめておくこと。(120分) 【事後学習】第13回目の講義で説明した単純支持はりや張り出しはりのせん断力図と曲げモーメント図の求め方についての講義のノートを読み返すとともに、教科書の例題や与えられた課題の問題を解き理解を深めること。(120分) |
| 第14回 | 【曲げモーメントとせん断力（3）】 せん断力図と曲げモーメント図の特性，いくつかの例題 【事前学習】教科書の4.4節のせん断力と曲げモーメントの関係ならびに4.5節の面積モーメント法(115ページから117ページ)を読み予め理解できない箇所をまとめておくこと。(120分) 【事後学習】第14回目の講義で説明したせん断力図と曲げモーメント図の特性についての講義のノートを読み返すとともに、教科書の例題や与えられた課題の問題を解き理解を深めること。(120分) |
| 第15回 | 棒の捩り・曲げに関する課題演習(小テスト)と解説 【事前学習】十分準備をしたうえで課題演習(小テスト)に臨む必要がある。そのため、第3章と第4章について復習をする必要がある。(120分) 【事後学習】小テストについて再度問題を解き直し、解けなかった箇所を復習する。また、小テストと類似の問題を解き、理解度を再確認する。(120分) |
その他
| 教科書 |
材料力学 基礎編 (独自に製本した教科書)を使用する。
著者: 冨岡 昇、加藤 保之、岡部 顕史
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| 参考書 |
山田嘉昭 奥村秀人 共編著 『新材料力学 上 下』 培風館 1993年 第1版
辻知章 著 『なっとくする材料力学』 講談社 2002年 第1版
「新材料力学上・下」は、例題が豊富で丁寧に解説がなされている。
「なっとくする材料力学」は、短時間で読んで材料力学とは一体何かを理解するのに適している。
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| 成績評価の方法 及び基準 |
レポート(4～6回程度）及び小テストを30％、学期末に行う試験を70%とし、100点満点に換算して60点以上を目標が達成されたものとし、合格とする。 |
| 質問への対応 | 下記のオフィスアワーの時間以外にも質問は研究室にて随時受け付ける。なお、研究室では大学院生による指導も受けることが出来る。 |
| 研究室又は 連絡先 |
駿河台校舎 タワースコラ 17階 S1717室 加藤研究室 駿河台校舎 タワースコラ 16階 S1608室 冨岡研究室 |
| オフィスアワー |
水曜 駿河台 12:10 ～ 14:50 駿河台校舎 タワースコラ 17階 S1717室 加藤研究室
月曜 駿河台 12:10 ～ 13:20 駿河台校舎 タワースコラ 16階 S1608室 冨岡研究室
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| 学生への メッセージ |
材料力学は機械工学の基幹科目のひとつです。将来機械エンジニアとして活躍するためには是非とも身に着けておくべき基礎科目です。努力して自分のものにしてください。 |