2019年 理工学部 シラバス - 精密機械工学科
設置情報
| 科目名 | 弾性学 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 精密機械工学科 | 学年 | 4年 |
| 担当者 | 青木 義男 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 月曜2 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | G12B |
| クラス | |||
| 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 | 弾性学は物体の弾性によって生ずる内力や変形に関する解析手法である。 三次元弾性体の強度計算方法を理解して、機械設計時の強度計算に活用できる。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
教科書と参考資料に基づき板書を中心とした講義を行う。 また応用例題を通して理解を深める。 |
| 履修条件 | 材料力学の発展的内容であるため、材料力学の基本的な知識を有していることが望ましい。 |
授業計画
| 第1回 | 材料力学と弾性学の違い、弾性学で学習すること 【事前学習】材料力学で学んだことを復習し、シラバスに記載されている専門用語を調べておくこと。（120分） 【事後学習】構造材料の特性を理解した上で、機械構造の強度計算上で必要な材料特性を説明できるようにしておくこと。（120分） |
|---|---|
| 第2回 | 組み合せ応力状態とその例題 【事前学習】組み合わせ応力状態について調べ、平板や三次元構造で発生する応力について学んでおくこと。（120分） 【事後学習】材料力学で学んだ最大応力と主応力の違いを説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第3回 | 二次元および三次元応力と応力の変換とその例題 【事前学習】平板や三次元構造で発生する応力を材料強度を比較するために行う変換の考え方を学んでおくこと。（120分） 【事後学習】二次元・三次元構造における主応力や主応力方向の算出方法を理解しておくこと。（120分） |
| 第4回 | 平板・三次元構造における任意の方向のひずみとその例題 【事前学習】変位-ひずみ関係式から三次元構造体における任意方向のひずみを求める方法を学んでおくこと。（120分） 【事後学習】主ひずみとひずみの不変量について理解し、主ひずみの各成分が算出できるようにしておくこと。（120分） |
| 第5回 | 等方性弾性体の応力ーひずみ関係と弾性定数間の関係 【事前学習】応力とひずみの関係式で用いられる一般化されたフックの法則と弾性定数について学んでおくこと。（120分） 【事後学習】平面応力場、平面ひずみ場における応力ーひずみ関係式や、三次元弾性体における体積弾性率について理解しておくこと。（120分） |
| 第6回 | 構造材料の破損基準とその例題 【事前学習】弾性学における破損の定義や各種破損基準の違いについて学んでおくこと。（120分） 【事後学習】最大主応力説、最大せん断応力説、最大主ひずみ説、せん断ひずみエネルギ説それぞれに適用条件や相当モーメント、相当応力の適用方法を理解しておくこと。（120分） |
| 第7回 | ひずみゲージによる計測とロゼット解析 【事前学習】ひずみゲージの原理とせん断ひずみ計測、主ひずみ計測方法などについて学んでおくこと。（120分） 【事後学習】ひずみ計測データから各種ひずみの算定やロゼット解析を行う手順を理解しておくこと。（120分） |
| 第8回 | 弾性ひずみエネルギとひずみエネルギ密度とその例題 【事前学習】弾性ひずみエネルギとひずみエネルギ密度の基礎式と各種外力に対する計算法を学んでおくこと。（120分） 【事後学習】垂直力、せん断力、トルクや曲げを受ける弾性体に生ずる弾性ひずみエネルギの計算式を理解し、基本例題が解けるようにしておくこと。（120分） |
| 第9回 | 組み合わせ応力が作用する弾性体のひずみエネルギ 【事前学習】三次元弾性体に様々な力が作用する場合のひずみエネルギの計算法を学んでおくこと。（120分） 【事後学習】組み合わせ応力下の弾性体におけるひずみエネルギやひずみエネルギ密度の計算手順と基本的な例題を理解しておくこと。（120分） |
| 第10回 | 衝撃荷重とエネルギー法とその応用例題 【事前学習】衝撃荷重が作用する弾性体に生ずるひずみエネルギの計算法について学んでおくこと。（120分） 【事後学習】衝撃的な引張り、曲げ、ねじり荷重が作用する弾性体の計算例題を理解して棒や梁、バネに対する例題を解けるようにしておくこと。（120分） |
| 第11回 | カスティリアノの定理・相反定理とその例題 【事前学習】カスティリアノの定理と相反定理（マックスウェルの定理）を用いたエネルギ法による強度計算法を学んでおくこと。（120分） 【事後学習】カスティリアノの定理に基づいた梁のたわみ計算法や、相反定理を用いた反力計算法を理解しておくこと。（120分） |
| 第12回 | 柱の座屈とその応用例題 【事前学習】柱の座屈現象と共に各種境界条件に対する座屈のパターンを学んでおくこと。（120分） 【事後学習】片持ち、両端単純支持、両端固定などの境界条件における座屈荷重の計算式と相互の関係を理解しておくこと。（120分） |
| 第13回 | 初期不整のある柱や弾性支持の柱、短い柱の座屈 【事前学習】初期不整のある柱や弾性支持の柱など実際の構造に近い条件の柱の座屈現象について学んでおくこと。（120分） 【事後学習】初期不整のある柱や弾性支持の柱、短い柱の座屈荷重を求める式を理解して、基本的な例題を解けるようにしておくこと。（120分） |
| 第14回 | 平常試験 【事前学習】これまでに学んだ範囲の例題と演習問題を復習し、応用問題が解けるようにしておくこと。（120分） 【事後学習】平常試験で解けなかった問題を解きなおし理解を深めておくこと。（120分） |
| 第15回 | 平常試験の解説 |
その他
| 教科書 |
邉吾一・藤井透・川田宏之共著 『最新 材料の力学』 培風館 2012年
応力と変形の解析手法を身につけ、機械設計に活用するという見地から編集されている
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| 参考書 | |
| 成績評価の方法 及び基準 |
授業中に行う例題演習（10％）、理解度確認期間の試験結果（90％）から総合的に判断する |
| 質問への対応 | E-mailならびに研究室への連絡にて対応する |
| 研究室又は 連絡先 |
船橋校舎7号館2階728号室 TEL: 047-469-5244, FAX: 047-467-9504 E-mail: aoki.yoshio@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
月曜 船橋 12:10 ～ 13:20
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| 学生への メッセージ |
材料力学と併せて学んだことを応用し、機械システム設計の強度計算手法を身につけてもらいたい。 |