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年度 2020年度 開講部局 工学部
講義コード K5014013 科目区分 専門教育科目
授業科目名 材料力学I
授業科目名
(フリガナ)
ザイリヨウリキガク 1
英文授業科目名 Mechanics of Material I
担当教員名 田中 義和
担当教員名
(フリガナ)
タナカ ヨシカズ
開講キャンパス 東広島 開設期 2年次生   前期   1ターム
曜日・時限・講義室 (1T) 火5-8:工117
授業の方法 講義 授業の方法
【詳細情報】
講義形式(講義中心;板書多用;教科書使用.論理性を重視)
 
単位 2 週時間   使用言語 B : 日本語・英語
学習の段階 2 : 初級レベル
学問分野(分野) 25 : 理工学
学問分野(分科) 09 : 機械工学
対象学生 2019年度入学生および再履修生
授業のキーワード 引張・圧縮・せん断応力とひずみ(3),静力学(6),ねじり(1.5),曲げ応力とたわみ 
教職専門科目   教科専門科目  
プログラムの中での
この授業科目の位置づけ
第一類専門科目の中で専門基礎科目「第二群」に属し,基礎的な科目で学習した内容を用いて,専門的な技術に関する知識や理解を深める。
・この授業の前提となる科目:工業力学,力学演習,物理学I,微分学,積分学,線形代数学I,線形代数学II
・この授業と合わせて履修することが望ましい科目:
 
到達度評価
の評価項目
機械システムプログラム
(能力・技能)
・機械システム工学の基礎の確実な習得と応用力の養成

輸送システムプログラム
(知識・理解)
・構造工学分野
輸送機器及び環境共生に関わる構造工学分野の専門知識

(能力・技能)
・構造工学分野
輸送機器及び環境共生に関わる構造工学分野の専門知識を問題解決に応用できる能力


材料加工プログラム
(能力・技能)
・機械システム工学および材料創生・加工の基礎の確実な習得と応用力の養成

エネルギー変換プログラム
(能力・技能)
・機械システム工学の基礎の確実な習得と応用力の養成 
授業の目標・概要等 材料力学は,連続体力学および固体力学の一分野であり,非常に重要な学問として機械工学の中で位置づけられている。材料力学では固体力学のうち,変形量は微小で,フックの法則(材料特性が線形)に従う一次元における弾性変形のみを扱う。

1)物体(固体材料や固体材料で構成された構造物)に外力が作用したときの物体内部に発生する応力(内力)やひずみ及び変形量等を求めるための基礎理論を修得する。
2)棒部材に引張あるいは圧縮外力が作用したときの応力,ひずみ,変形量の求め方を学ぶ。
3)軸部材にねじりモーメントが作用したときの応力,ひずみ,ねじれ角の求め方を学ぶ。
4)はり部材に集中あるいは分布外力が作用したときの内力,曲げ応力,せん断応力,たわみおよびたわみ角の求め方を学ぶ。

教育目標については,各プログラムの詳述書参照のこと。
 
授業計画 第1回 第0章 序論
第2回 第1章 応力とひずみ(応力とひずみの定義,応力―ひずみ関係)
第3回 第1章 応力とひずみ(フックの法則,許容応力と安全率)
第4回 第2章 軸力
第5回 第2章 軸力(続き)
第6回 第3章 ねじり
第7回 第3章 ねじり(続き)
第8回 中間試験
第9回 第4章 曲げによる応力(はりの支持方法と外力の種類,せん断力と曲げモーメント)
第10回 第4章 曲げによる応力(せん断力,曲げモーメントおよび分布外力間の関係,はりの曲げ応力)
第11回 第4章 曲げによる応力(断面一次モーメントと断面二次モーメントに関する定理)
第12回 第4章 曲げによる応力(一様強さのはり,はりのせん断応力)
第13回 第5章 曲げによるたわみ(たわみの基礎式,片持はり)
第14回 第5章 曲げによるたわみ(単純支持はり,重ね合せ法)
第15回 第5章 曲げによるたわみ(不静定はり)

[試験について]
中間試験,期末試験を予定している。
[宿題について]
授業中に課題を出すので解答をレポートにまとめ,次の授業の始めに提出すること。また,毎週板書をノートに取ることを必須とするので,ノート提出を求めることがある。

ノート提出の際,評価の際に紛失の恐れがあるので,レポート用紙やルーズリーフの類の使用を不可とするので注意。 
教科書・参考書等 教科書:「材料力学」 中井 善一,三村 耕司,阪上 隆英,多田 直哉,岩本 剛,田中 拓 著 (朝倉書店) 
授業で使用する
メディア・機器等
テキスト,映像(PC) 
予習・復習への
アドバイス
1)1年次に履修した力学演習ならびに工業力学の静力学の問題を復習しておくこと。復習:講義中に行った静力学的問題を解き,何も見なくても解けるようにしておくこと。[1]
2) 予習は予めテキストを読み,変形体に生じる内力と外力の力学的釣り合い条件,内力により生じる応力ならびにひずみによる変形の表現法を理解し,例題を解いておくこと。復習:フックの法則を用いた計算ができることが必要であり,テキスト章末,例題集の演習問題を解いておくこと。[2]
3)テキストを予め読んで,材料の大別と応力-ひずみ関係,ならびに安全率について理解すること。
復習:講義の内容をもう一度整理して,特徴等を理解しておくこと。[3]
4)予習:引張りと圧縮の軸応力が作用する際の平等強さの概念,ならびに不静定問題について予めテキストを読んで理解しておくこと。
復習:引張りと圧縮の軸応力が作用する際の平等強さの概念,ならびに不静定問題について,テキスト章末ならびに例題集の演習問題を解いておくこと。[4,5]
5)予習:棒のねじりについて予めテキストを読んで理解しておくこと。
復習:棒のねじりによって生じるせん断応力を求める手順を理解し,章末ならびに例題集の演習問題を解いておくことにより習得する。[6,7]
6)予習:予めテキストを読み,曲げモーメントとせん断力の関係を理解しておくこと。
復習:SFDとBMDの作成方法ならびにそれらの最大値について演習問題を解き,習得すること。[9]
7)予習は予めテキストを読み,応力の算出法,断面二次モーメント,断面係数の求め方の例題を解いておくことが望まれる。
復習:曲げ応力の求め方を導出できるようにすること。種々の断面形状に対しての断面二次モーメントと断面係数の求め方を演習問題で修得すること。平行軸の定理の導出と演習問題を解いておくことが望まれる。[10,11,12]
8)予習は予めテキストを読み,何が重要かを理解して授業に臨むことが必要である。
復習:たわみの微分方程式の導出を自らができること,さらに基本的はりのたわみに関する練習問題を数多く解けること。[13,14,15]
 
履修上の注意
受講条件等
 
成績評価の基準等 「授業の目標」の到達度は,レポート提出,ノート提出,筆記試験により評価する。成績評価は授業目標の到達度に日頃の学習態度を加えた総合評価により決定し,60%以上を合格する。これらの配分は,レポートなど(20%),中間試験(20%),期末試験(60%)とする。 
実務経験  
実務経験の概要と
それに基づく授業内容
 
メッセージ オフィスアワーは特に設定しません。質問は随時受け付けますので,質問があれば積極的に来室して下さい。その際は,必ずアポを取ってください。質問に行けないというのは受講生の都合です。
各授業での内容を演習により確実に修得して欲しいと思います。材料力学は積み上げにより力がつきますので。
 
その他   
すべての授業科目において,授業改善アンケートを実施していますので,回答に協力してください。
回答に対しては教員からコメントを入力しており,今後の改善につなげていきます。 
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