- 開講元
- 機械系
- 授業形態
- 講義 / 演習
- メディア利用科目
- 曜日・時限(講義室)
- 木3-6(I123)
- クラス
- B
- 科目コード
- MEC.C201
- 単位数
- 2
- 開講年度
- 2016年度
- 開講クォーター
- 2Q
- シラバス更新日
- 2016年4月27日
- 講義資料更新日
- -
- 使用言語
- 日本語
- アクセスランキング
-
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講義の概要とねらい
本講義では，機械の強度設計に必要となる材料の力学特性を扱うとともに，機械を構成する材料が外力を受けた場合の力学的応答について講義する．まず，材料の力学特性、応力とひずみの関係について説明し，許容応力と安全率の考え方を取り上げる．次に，材料が引張り・圧縮，ねじり，曲げを受けた場合の力学応答について説明する．最後に，弾性ひずみエネルギを利用して材料に生じている未知の変形量と作用している外力を求める方法について紹介する．
機械を構成する強度部材には運転時に引張・圧縮，ねじり，曲げなどの外力が作用するが，部材はこれらの力に耐えうる材質，形状・寸法にしておく必要がある．本講義では，機械を構成する材料の外力に対する力学応答についての基礎知識を修得させ，機械を構成する部材の強度設計の必要性とその方法を理解させることをねらいとしている．
到達目標
本講義を履修することによって次の能力を修得する．
１）応力とひずみとは何か、材料力学で扱う力学の概念を説明できる．
２）引張りと圧縮およびねじり荷重によって生じる応力とひずみを求めることができる．
３）曲げ荷重をうけるはりに生じる応力とひずみならびにたわみを求めることができる．
４）弾性力学の基礎を理解し、組み合わせ応力状態を表すことができる．
５）ひずみエネルギーと力の間の関係を理解し、簡単な不静定問題を解くことができる．
キーワード
応力、ひずみ、引張、圧縮、ねじり、はりの曲げ、座屈，ひずみエネルギー，不静定問題
学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)
| ✔ 専門力 | 教養力 | コミュニケーション力 | ✔ 展開力(探究力又は設定力) | ✔ 展開力(実践力又は解決力) |
授業の進め方
材料力学は自分の手で問題を解くことが大切です．講義のなかに適宜演習を交えながら授業をすすめていきます．
授業計画・課題
| 授業計画 | 課題 | |
|---|---|---|
| 第1回 | 材料力学の目的と基礎知識 | 材料力学を学ぶために必要な基礎知識を理解する |
| 第2回 | 荷重の種類，応力とひずみ | 応力とひずみの概念，フックの法則，弾性係数を理解する |
| 第3回 | 材料試験，許容応力と安全率 | 引張試験，応力ひずみ線図，機械的特性と強度設計の概念を理解する |
| 第4回 | 引張と圧縮 | 引張荷重と圧縮荷重を受ける棒の応力とひずみを導出する |
| 第5回 | 静定と不静定，熱応力，残留応力 | 静定問題と不静定問題の違いを理解する．熱応力を導出する． |
| 第6回 | 軸のねじり | ねじり荷重を受ける丸棒と薄肉菅の応力とひずみを導出する． |
| 第7回 | はりの曲げ（曲げモーメントとせん断力） | 曲げ荷重を受けるはりのせん断力と曲げモーメントを求める． |
| 第8回 | はりの曲げ（断面の性質と曲げ応力） | はりの断面二次モーメントを導出し，曲げ応力とひずみを求める． |
| 第9回 | はりの曲げ（平等強さのはり，せん断応力） | 平等強さのはりに生じる応力を導出する．はりのせん断応力を求める． |
| 第10回 | はりの曲げ（はりのたわみ） | たわみの微分方程式を解いてはりのたわみを求める． |
| 第11回 | はりの弾性エネルギーと不静定はりのたわみ | はりの弾性エネルギーを用いて不静定はりのたわみを導出する． |
| 第12回 | 柱の座屈 | 安定と不安定について理解し，柱の座屈荷重を導出する． |
| 第13回 | 弾性力学の基礎と組み合わせ応力 | 2次元と3次元の組合せ応力状態について理解する． |
| 第14回 | モールの応力円，薄肉円筒の応力 | モールの応力円の描き方を理解する．薄肉円筒の応力状態を導出する． |
| 第15回 | 総合演習 | 第1回目から第14回目の講義内容を総括した演習課題を解く． |
教科書
JSMEテキストシリーズ 材料力学，ISBN-13: 978-4-88898-158-3
笠野英秋，原利昭，水口義久 著 『基礎材料力学』 養賢堂，ISBN-13: 978-4-8425-0523-7（参考）
参考書、講義資料等
講義中に適宜配布する．
成績評価の基準及び方法
講義で扱った内容について，計算法ならびにそれらの応用に関する理解力を評価する．
配点は，期末試験（80％），演習・宿題（20％）とする．
関連する科目
- MEC.C211 ： 弾塑性力学
- MEC.C331 ： 材料強度学（機械）
- MEC.A201 ： 工業力学
- MEC.D201 ： 機械力学
履修の条件(知識・技能・履修済科目等)
工業力学（MEC.A201.R）を履修していること．または同等の知識があること．
連絡先（メール、電話番号） ※”[at]”を”@”(半角)に変換してください。
轟 章：atodoroki[at]mes.titech.ac.jp
阪口 基己：sakaguchi[at]mep.titech.ac.jp
オフィスアワー
メールで事前に予定を確認すること．
