授業の概要・ねらい |
学習の狙い:材料力学は、機械や構造物、素材等に力が加わったとき、それらの各部の変形状態や内部に生じる内力を解析するための学問である。材料力学を学ぶ目的は、2つある。第一の目的は、機械や構造物の変形状態や内力を計算できるようになることによって、それらの剛性や強度の評価検討をしたり、設計をしたりすることができるようになることである。さらに第二の目的は、弾性学、塑性力学といった物質の変形状態や内部に生じる内力を解析する、より高度な学問を学習するための基礎を準備することである。従って、機械・構造物の設計者、機械や構造物、素材等の変形・加工に関る技術者にとって重要な基礎科目といえる。「材料力学A」の授業では、高校物理等における質点を中心とした力学には無い、「応力」「ひずみ」などの概念を利用して、物体の(基礎的な弾性)変形や強度などについて論じ、講義と演習問題で基礎的な理解と計算力を養う。履修の最低限の知識として、高校数学における微積分・三角関数とその合成、高校物理における質点の力学・ばね・エネルギの理解が必須である。不安がある学生は準備をされたい。なお履修にあたっては、本講と「材料力学B」とあわせて材料力学の学習が一巡するような授業計画となっていることにも留意すること。
なお,本科目は教職 高1「工業」の「工業の関係科目」(専門)である。 |
到達目標 |
授業の狙いである、「応力」「ひずみ」などの概念と物体の(基礎的な弾性)変形や強度などについて基礎的な理解と計算力を得て,指定教科書中の演習問題とほぼ同様なレベルの材料力学の問題が自力で解けるようになる. |
教科書と準備するもの |
日本機械学会 材料力学 (JSMEテキストシリーズ)
出版社: 丸善出版
ISBN-10: 4888981582
ISBN-13: 978-4888981583
(2016年度から教科書を変更しますので、注意してください。授業開始時には持参できるよう、早めに入手すること。大学内書店の入荷が間に合わないときはそれ以外からの入手も考えること) |
参考書 |
2015年度まで教科書としていた教科書(中原一郎著、 実践 材料力学、養賢堂)は参考書とします。
深く学習したい学生のために、世界中で広く定番とされている、Stephen P.Timoshenko(1878-1972)の著作を挙げる。以下以外の、やさしく理解することを目的とした書籍も様々に発刊されているので、必要に応じ自分で自分にあったものを探すことを薦める。
S.チモシェンコ著(鵜戸口英善・国尾武訳)、材料力学 上巻、東京図書。
J.M.Gere, S.P.Timoshenko著, Mechanics of Materials, Third SI Edition, Chapman & hall、など。
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評価の基準 |
演習と中間演習、期末演習の評価による。 |
具体的評価方法 |
授業の狙いである、「応力」「ひずみ」などの概念と物体の(基礎的な弾性)変形や強度などについて基礎的な理解と計算力を有しているかどうか、また、到達目標に相当する問題解答能力に達しているか次の方法により評価する。
演習と中間試験、期末試験の点数について総合し、合格基準点と比較する。
演習についてはMANABAによる自宅学習を利用する。
演習平均評価が60点に満たない者は不合格とし、中間試験:50%、期末試験50%
で成績評価する。 |
第1回 |
内容
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「ガイダンス」 MANABAを使うので、予習として、KAEDEシステムのID・パスワードの確認、MANABAの使い方について理解しておくこと。授業では、材料力学の学習に当たって必要となる、単位、力、モーメントの釣合いについて講述する。復習として、MANABAによって出題する演習を行うこと。 |
授業時間外における学修(予習・復習等) |
予習として、KAEDEシステムのID・パスワードの確認、MANABAの使い方について理解しておくこと。復習として、MANABAによって出題する演習を行うこと。 |
授業実施特記 |
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第2回 |
内容
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「応力とひずみ」 指定教科書該当範囲を予習しておくこと。授業では、応力、ひずみ、物体の変形(弾性変形・塑性変形)、フックの法則、について解説する。 |
授業時間外における学修(予習・復習等) |
復習として、MANABAによって出題する演習を行うこと。 |
授業実施特記 |
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第3回 |
内容
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「応力-ひずみ線図と材料の強度」 指定教科書該当範囲を予習しておくこと。授業では、応力-ひずみ線図、フックの法則、材料の強度(引張り強さ、耐、許容応力、安全率)について解説する。 |
授業時間外における学修(予習・復習等) |
復習として、MANABAによって出題する演習を行うこと。 |
授業実施特記 |
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第4回 |
内容
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「引張りと圧縮」 指定教科書該当範囲を予習しておくこと。授業では、軸方向に引張・圧縮を受ける棒について解説する。 |
授業時間外における学修(予習・復習等) |
復習として、MANABAによって出題する演習を行うこと。 |
授業実施特記 |
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第5回 |
内容
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「内圧を受けるベッセル(薄肉円筒、球殻)、不静定問題、熱応力」 指定教科書該当範囲を予習しておくこと。授業では、内圧を受けるベッセル(薄肉円筒、球殻)、不静定問題、熱応力について解説する。 |
授業時間外における学修(予習・復習等) |
復習として、MANABAによって出題する演習を行うこと。 |
授業実施特記 |
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第6回 |
内容
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「梁の曲げ応力」 指定教科書該当範囲を予習しておくこと。授業では、はりの曲げにおける、せん断力と曲げモーメント、SFD,BMD、梁の曲げ応力について解説する。 |
授業時間外における学修(予習・復習等) |
復習として、MANABAによって出題する演習を行うこと。 |
授業実施特記 |
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第7回 |
内容
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「授業内中間演習と授業のまとめ」 学習到達度を評価する中間演習と授業のまとめを行う。 |
授業時間外における学修(予習・復習等) |
演習範囲として予め指示された範囲を演習問題が解けるように予習しておくこと。演習結果は復讐すること。 |
授業実施特記 |
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第8回 |
内容
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「図心、断面二次モーメント、断面係数」 指定教科書該当範囲を予習しておくこと。授業では、図心、断面二次モーメント、曲げ剛性、σxの最大値と発生する箇所、断面係数について解説する。 |
授業時間外における学修(予習・復習等) |
復習として、MANABAによって出題する演習を行うこと。 |
授業実施特記 |
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第9回 |
内容
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「複雑な形状の断面の図心位置と断面二次モーメントの計算方法」 指定教科書該当範囲をもう一度予習しておくこと。授業では、基本図形の組み合わせで表現された複雑な断面における図心の位置、断面二次モーメントの計算方法について解説する。 |
授業時間外における学修(予習・復習等) |
復習として、MANABAによって出題する演習を行うこと。 |
授業実施特記 |
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第10回 |
内容
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「基本的なはりのたわみの計算(片持ちはり)」 指定教科書該当範囲を予習しておくこと。たわみ曲線と微分方程式、片持ちはりのたわみ角とたわみについて解説する。 |
授業時間外における学修(予習・復習等) |
復習として、MANABAによって出題する演習を行うこと。 |
授業実施特記 |
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第11回 |
内容
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「基本的なはりのたわみの計算(両端支持はり)」 指定教科書該当範囲を予習しておくこと。両端支持はりのたわみ角とたわみについて解説する。 |
授業時間外における学修(予習・復習等) |
復習として、MANABAによって出題する演習を行うこと。 |
授業実施特記 |
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第12回 |
内容
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「重ね合わせ法」 指定教科書該当範囲を予習しておくこと。授業では、重ね合わせ法によるはりのたわみの計算について解説する。 |
授業時間外における学修(予習・復習等) |
復習として、MANABAによって出題する演習を行うこと。 |
授業実施特記 |
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第13回 |
内容
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「断面が変化するはりのたわみ」 指定教科書該当範囲を予習しておくこと。授業では、断面が変化するはりのたわみの計算について解説する。 |
授業時間外における学修(予習・復習等) |
復習として、MANABAによって出題する演習を行うこと。 |
授業実施特記 |
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第14回 |
内容
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「期末演習と授業のまとめ」 上記までを範囲として、学習到達度を評価する試験、授業のまとめを行う。 |
授業時間外における学修(予習・復習等) |
演習範囲として予め指示された範囲を演習問題が解けるように予習しておくこと。演習結果は復讐すること。 |
授業実施特記 |
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第15回 |
内容
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「期末試験の解説と振り返り(補習)」 期末演習の解答について解説し、再度、補習のための演習を課す。 |
授業時間外における学修(予習・復習等) |
演習範囲として予め指示された範囲を演習問題が解けるように予習しておくこと。演習結果は復讐すること。 |
授業実施特記 |
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