国立大学法人 東京工業大学

講義の概要とねらい

本講義では，材料及び部材に関する力学の基礎を扱う．まず，軸力，ねじり，曲げ，せん断といった様々な荷重を受ける棒，梁，柱の各部材内の応力，力，ひずみ，変位を説明する．そして，応力及びひずみの変換を説明した後，応力を用いた設計法や破壊基準を紹介する．最後に部材の変形の挙動が微分方程式で表わされることを示す．

これまで力学は物理で学んできたと思うが，そこでは質点や剛体が主で，物体の変形は考慮されていなかったのではないか．しかし，実際の構造物では外力が作用すると変形が生じる．構造物の設計には力や応力が重要な役割を果たしているが，同時に変位も考慮することが求められる．力のつり合い式に，材料特性を表す応力とひずみの関係やひずみと変形の関係の組み合わせることによって，最終的には変形が微分方程式で記述できることを学んでほしい．この論法は力学の基礎理論をなしており，後続の構造力学はもとより，水理，土質，コンクリートといった様々な土木分野における力学系授業の基礎となるものである．

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. 力，応力，ひずみ，変位の関係を説明することができる．
2. 軸力，ねじり，曲げ，せん断を受ける部材内の応力分布を説明することができる．
3. 応力とひずみの変換を理解し，主応力や主ひずみを求めることができる．
4．応力が構造物の設計において果たす役割について説明することができる．
5. 部材の変形が微分方程式で記述されることを説明することができる．

キーワード

応力，ひずみ，変位，ねじり，曲げ，せん断，主応力，主ひずみ，弾性，弾塑性，安全率，設計，破壊基準，座屈

学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)

授業の進め方

授業は講義を中心としたものとなる．しかし，講義だけでは内容を十分に身につけることはできないと思われるので，毎回課題を宿題として課す．復習の意味を込めて，宿題の返却時には課題の解答について説明を行う．教科書は世界で標準的に用いられている英語のテキストを用い，日本語で説明する．テキストには多くの例題や問題が掲載されているので，自ら予習，復習を行うことを強く推奨する．

授業計画・課題

教科書

Mechanics of Materials: F. P. Beer, E. R. Jonston Jr., J.T. Dewolf and D. F. Mazurek著, 7th edition, McGrawHill

参考書、講義資料等

日本語のキーワードを入れたパワーポイントにはOCW-iにアップロードする．

成績評価の基準及び方法

宿題20%、試験 80%

関連する科目

• CVE.A202 ： 構造力学第一
• CVE.A301 ： 構造力学第二

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

力学基礎１(LAS.P101)を履修していること， あるいは，同等の知識を有していること．