K5111010 材料力学II

広島大学シラバス

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年度 2024年度開講部局工学部

講義コード K5111010 科目区分専門教育科目

授業科目名材料力学II

授業科目名
（フリガナ）ザイリヨウリキガク２

英文授業科目名 Mechanics of Materials II

担当教員名岩本　剛

担当教員名
(フリガナ) イワモト　タケシ

開講キャンパス東広島開設期 2年次生後期３ターム

曜日・時限・講義室 (3T) 火7-10：工111

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。論理性を重視，演習も併用)
各章を終えると，課題を与える予定であり，返却不要な形でレポートを提出してもらう。対面で期末試験を実施する予定であり，その際板書のノートを提出してもらうので留意すること。

単位 2.0 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

対象学生第一類機械系プログラム在籍2年生および再履修生

授業のキーワードひずみエネルギー，組合せ応力(1.5)，座標変換，座屈(1.5)，破壊の条件，骨組み構造

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
（学部生対象科目のみ）第一類専門科目の中で専門細目分野「応用力学」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，材料力学I，弾塑性力学
・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
（学部生対象科目のみ）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

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Iに引き続き，固体材料および固体材料で構成された構造物の力学解析を行うための基礎理論を修得する。
1) 平面応力，平面ひずみ，モール円を理解し，応力とひずみの座標変換を計算できるようにする。
2) 3軸応力状態で用いられる一般化されたフックの法則を理解する。
3) 材料の破壊条件について理解する。
4) 材料が変形したときのひずみエネルギーの求め方を学ぶ。
5) 柱が座屈するときの座屈力の求め方を学ぶ。
6) 薄肉円筒に生じる応力の求め方を理解する。
7) トラスやラーメンといった骨組み構造物の変形と応力，塑性曲げ・ねじりを理解する。

授業計画第１回　第６章　多軸応力および応力集中（応力成分の定義，応力の平衡方程式）
第２回　第６章　多軸応力および応力集中（応力の変換，主応力，モールの応力円）
第３回　第６章　多軸応力および応力集中（ひずみ成分の定義，ひずみの変換）
第４回　第６章　多軸応力および応力集中（応力とひずみの関係，弾性係数間の関係）
第５回　第６章　多軸応力および応力集中（弾性係数間の関係，組合せ応力の例）
第６回　第６章　多軸応力および応力集中（組合せ応力の例，応力集中）
第７回　第６章　多軸応力および応力集中（応力集中，応力を基準とした破損・破壊に関する法則），第７章　ひずみエネルギー（ひずみエネルギー）
第８回　第７章　ひずみエネルギー（ひずみエネルギー，カスチリアーノの定理）
第９回　第７章　ひずみエネルギー（カスチリアーノの定理を用いた解析例）
第１０回　第７章　ひずみエネルギー（カスチリアーノの定理を用いた解析例），第８章　座屈（座屈とは何か）
第１１回　第８章　座屈（偏心外力を受ける棒の座屈，各種端末条件のもとで圧縮の外力を受ける場合）
第１２回　第８章　座屈（各種端末条件のもとで圧縮の外力を受ける場合，初期たわみが存在する場合）
第１３回　第１０章　応用（骨組み構造–トラス）
第１４回　第１０章　応用（骨組み構造–トラスとラーメン）
第１５回　第１０章　応用（骨組み構造–ラーメン，弾完全塑性体への適用）

[試験について]
小テスト，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もある。講義中に質問をすることがあるが，これも平常点の一部として取り扱う。

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　

【詳細情報】テキスト，映像（PC）

授業で取り入れる
学習手法　

予習・復習への
アドバイス 1）予習：平面応力，ならびにモールの応力円についてテキストを予め読み，理解への道を探ること。
復習：応力変換式を自ら導出できること，および演習問題を解くこと。[1,2]
2）予習：平面ひずみ，モールのひずみ円を予めテキストを読み大まかに理解しておく。
復習：ひずみ変換の導出を自らできるように繰り返し修得すること、および演習問題を解くこと。[3]
3)予習：3軸応力状態におけるフックの法則，弾性係数間の関係について，予めテキストを読みおおまかに理解しておく。
復習：応力とひずみの関係を導出し，弾性係数間の関係についても導出できるようにしておく。また，章末ならびに例題集の演習問題を解いておくこと。[4,5]
4）二軸応力とせん断応力を受ける組み合わせ応力から，強度を評価する方法を，予めテキストを読み込んでおくことが必要である。
復習：理論的背景を自ら導出できるように幾度と無く繰り返し修得が必要であり，さらに計算問題を解き，本質の理解が望まれる。[5,6]
5）予習：テキストを読み，例題を解いておく。できれば演習問題もチャレンジしておくとよい。
復習：ひずみエネルギーの本質を理解するため，式の導出と演習問題を解いておくこと。はりのたわみを求める場合には，微分方程式を解くことによるたわみと比較し，たわみの本質を理解するように復習することが望ましい．演習問題を数多く解くことが必要。[7]
6）予習：テキストを読み，例題を解いておく。できれば演習問題もチャレンジしておくとよい。
復習：はりの不静定問題であるので，かなり今までの知識の正確さが要求される．さらに先を見通す力を養成することが望まれ，このために数多くの練習問題をこなすことにより，考える能力と計算力を養成することが望まれる。[8]
7）予習：テキストを予め読んでおくこと。
復習：荷重端末条件による座屈荷重の導出ができること，および演習問題を解くこと。[9]
8）予習：テキストを予め読んでおくこと．復習：長柱，中間柱，短柱の違いを演習により理解すること。[10]
9)予習：テキストを予め読んでおくこと。
復習：学んだ内容を自らの力で導出出来るようにすること。[11,12,13,14,15]

履修上の注意
受講条件等この科目についてはレポートの全課題を提出することが必要です。
この科目に役立つ基礎科目　材料力学Ⅰ

成績評価の基準等「授業の目標」の到達度は質問に対する答え，レポート提出，小テスト，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（30％），期末試験（70％）とする。ノート提出を求めるが，講義の板書をしたものだけについて記載すること。また，５回以上の講義欠席で期末試験の受験資格を失うので注意する。

実務経験

実務経験の概要と
それに基づく授業内容

メッセージ材料力学は暗記の科目ではありません。解き方は演習を自分で解くことによって覚えてください。社会に出ると，答えがあるような実務の問題は一つもありません。材料力学Iの修得が望まれます。材料力学IIも時間をかけて，じっくり勉強すれば必ずマスターできます。今後の技術者としてより高い技術を追求するには，この材料力学IIは必要です。基本的考え方を修得して欲しいと思います。
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勝手な都合です。

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。

年度	2024年度	開講部局	工学部
講義コード	K5111010	科目区分	専門教育科目
授業科目名	材料力学II
授業科目名（フリガナ）	ザイリヨウリキガク２
英文授業科目名	Mechanics of Materials II
担当教員名	岩本　剛
担当教員名 (フリガナ)	イワモト　タケシ
開講キャンパス	東広島	開設期	2年次生後期３ターム
曜日・時限・講義室	(3T) 火7-10：工111
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。論理性を重視，演習も併用) 各章を終えると，課題を与える予定であり，返却不要な形でレポートを提出してもらう。対面で期末試験を実施する予定であり，その際板書のノートを提出してもらうので留意すること。
単位	2.0	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	第一類機械系プログラム在籍2年生および再履修生
授業のキーワード	ひずみエネルギー，組合せ応力(1.5)，座標変換，座屈(1.5)，破壊の条件，骨組み構造
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（学部生対象科目のみ）	第一類専門科目の中で専門細目分野「応用力学」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，材料力学I，弾塑性力学・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（学部生対象科目のみ）	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Iに引き続き，固体材料および固体材料で構成された構造物の力学解析を行うための基礎理論を修得する。 1) 平面応力，平面ひずみ，モール円を理解し，応力とひずみの座標変換を計算できるようにする。 2) 3軸応力状態で用いられる一般化されたフックの法則を理解する。 3) 材料の破壊条件について理解する。 4) 材料が変形したときのひずみエネルギーの求め方を学ぶ。 5) 柱が座屈するときの座屈力の求め方を学ぶ。 6) 薄肉円筒に生じる応力の求め方を理解する。 7) トラスやラーメンといった骨組み構造物の変形と応力，塑性曲げ・ねじりを理解する。
授業計画	第１回　第６章　多軸応力および応力集中（応力成分の定義，応力の平衡方程式）第２回　第６章　多軸応力および応力集中（応力の変換，主応力，モールの応力円）第３回　第６章　多軸応力および応力集中（ひずみ成分の定義，ひずみの変換）第４回　第６章　多軸応力および応力集中（応力とひずみの関係，弾性係数間の関係）第５回　第６章　多軸応力および応力集中（弾性係数間の関係，組合せ応力の例）第６回　第６章　多軸応力および応力集中（組合せ応力の例，応力集中）第７回　第６章　多軸応力および応力集中（応力集中，応力を基準とした破損・破壊に関する法則），第７章　ひずみエネルギー（ひずみエネルギー）第８回　第７章　ひずみエネルギー（ひずみエネルギー，カスチリアーノの定理）第９回　第７章　ひずみエネルギー（カスチリアーノの定理を用いた解析例）第１０回　第７章　ひずみエネルギー（カスチリアーノの定理を用いた解析例），第８章　座屈（座屈とは何か）第１１回　第８章　座屈（偏心外力を受ける棒の座屈，各種端末条件のもとで圧縮の外力を受ける場合）第１２回　第８章　座屈（各種端末条件のもとで圧縮の外力を受ける場合，初期たわみが存在する場合）第１３回　第１０章　応用（骨組み構造–トラス）第１４回　第１０章　応用（骨組み構造–トラスとラーメン）第１５回　第１０章　応用（骨組み構造–ラーメン，弾完全塑性体への適用） [試験について] 小テスト，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もある。講義中に質問をすることがあるが，これも平常点の一部として取り扱う。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
【詳細情報】	テキスト，映像（PC）
授業で取り入れる学習手法
予習・復習へのアドバイス	1）予習：平面応力，ならびにモールの応力円についてテキストを予め読み，理解への道を探ること。復習：応力変換式を自ら導出できること，および演習問題を解くこと。[1,2] 2）予習：平面ひずみ，モールのひずみ円を予めテキストを読み大まかに理解しておく。復習：ひずみ変換の導出を自らできるように繰り返し修得すること、および演習問題を解くこと。[3] 3)予習：3軸応力状態におけるフックの法則，弾性係数間の関係について，予めテキストを読みおおまかに理解しておく。復習：応力とひずみの関係を導出し，弾性係数間の関係についても導出できるようにしておく。また，章末ならびに例題集の演習問題を解いておくこと。[4,5] 4）二軸応力とせん断応力を受ける組み合わせ応力から，強度を評価する方法を，予めテキストを読み込んでおくことが必要である。復習：理論的背景を自ら導出できるように幾度と無く繰り返し修得が必要であり，さらに計算問題を解き，本質の理解が望まれる。[5,6] 5）予習：テキストを読み，例題を解いておく。できれば演習問題もチャレンジしておくとよい。復習：ひずみエネルギーの本質を理解するため，式の導出と演習問題を解いておくこと。はりのたわみを求める場合には，微分方程式を解くことによるたわみと比較し，たわみの本質を理解するように復習することが望ましい．演習問題を数多く解くことが必要。[7] 6）予習：テキストを読み，例題を解いておく。できれば演習問題もチャレンジしておくとよい。復習：はりの不静定問題であるので，かなり今までの知識の正確さが要求される．さらに先を見通す力を養成することが望まれ，このために数多くの練習問題をこなすことにより，考える能力と計算力を養成することが望まれる。[8] 7）予習：テキストを予め読んでおくこと。復習：荷重端末条件による座屈荷重の導出ができること，および演習問題を解くこと。[9] 8）予習：テキストを予め読んでおくこと．復習：長柱，中間柱，短柱の違いを演習により理解すること。[10] 9)予習：テキストを予め読んでおくこと。復習：学んだ内容を自らの力で導出出来るようにすること。[11,12,13,14,15]
履修上の注意受講条件等	この科目についてはレポートの全課題を提出することが必要です。この科目に役立つ基礎科目　材料力学Ⅰ
成績評価の基準等	「授業の目標」の到達度は質問に対する答え，レポート提出，小テスト，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（30％），期末試験（70％）とする。ノート提出を求めるが，講義の板書をしたものだけについて記載すること。また，５回以上の講義欠席で期末試験の受験資格を失うので注意する。
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	材料力学は暗記の科目ではありません。解き方は演習を自分で解くことによって覚えてください。社会に出ると，答えがあるような実務の問題は一つもありません。材料力学Iの修得が望まれます。材料力学IIも時間をかけて，じっくり勉強すれば必ずマスターできます。今後の技術者としてより高い技術を追求するには，この材料力学IIは必要です。基本的考え方を修得して欲しいと思います。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勝手な都合です。
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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