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授業の目標
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材料力学Ⅱは各種断面形状の部材、特に片持はり、両端支持はりおよび両端固定はりに集中荷重、分布荷重、集中モーメントおよびそれらの複数外力が同時に作用する時の変形や強度の解析方法を学習する。また、それらの基礎理論を理解し、材料の強度評価および機械や構造物を安全に、かつ合理的に設計するための基礎力を養うことを目標とする。
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到達目標
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機械や構造物の構成部材(はり)の強度設計に必要な次の基礎知識を身に付けることを目標とする。
(1) 各種負荷状態下における片持はり、両端支持はりのたわみ、たわみ角を計算できる。 (2) 複数負荷が同時に作用する時の反力の計算、はりの変形の解析(重ね合わせ法)ができる。 (3) はりの不静定問題の基本的な解析方法がわかる。 (4) はりのせん断応力および曲りはりの応力、たわみを計算できる。
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身につく能力
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<全学ディプロマ・ポリシー>
○【知識・理解・技術】 1.各専門分野の知識・技術を習得し、活用する力を身につけている
【教養・基礎的能力】 2.幅広い教養と、外国語能力、情報活用能力、コミュニケーション能力などの基礎的能力を身につけている
【態度・志向性】 3.多様な価値観を有する人々と倫理観・責任感をもって協働することができる
【態度・志向性】 4.時代の変化に主体的に対応するため継続的に学び、自律的に行動することができる
【問題発見・解決能力】 5.専門の知識・技術及び基礎的能力を統合し活用して、問題を発見し解決する能力を身につけている
【グローカル・創造的思考力】 6.地域的・国際的視点をあわせもち、また、新たな価値を想像する力を身につけている
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授業の概要
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本授業では集中荷重、分布荷重および曲げモーメントを受ける片持はりと両端支持はりの変形(たわみ、たわみ角)の求め方を勉強し、はりの不静定問題、はりのせん断応力、曲りはりに関する基本的な解析方法を理解する。講義は、高校で学んだ物理学と数学の知識でも容易に理解できるように行う。
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授業の計画
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第 1週 材料力学Ⅱの概要 位置付け 第 2週 材料力学Ⅰの復習 第 3週 はりのたわみ1(たわみ、たわみ角、たわみ曲線の微分方程式、片持ちはり、集中荷重) 第 4週 はりのたわみ2(片持ちはり、集中モーメント、等分布荷重、演習) 第 5週 はりのたわみ3(両端支持はり、集中モーメント、集中荷重、演習) 第 6週 はりのたわみ4(重ね合わせ法、任意位置の集中荷重、二つの集中荷重、等分布荷重、演習) 第 7週 はりのたわみ5(重ね合わせ法、突出はり、 L型フレーム、平等強さの片持ちはり) 第 8週 はりにおける不静定問題1(不静定はり、先端支持片持ちはり、両端固定はり1 反力) 第 9週 はりにおける不静定問題2(両端固定はり2 相対移動) 第10週 はりにおける不静定問題3(不連続はり、熱膨張、演習) 第11週 はりにおける不静定問題4(連続はり、三モーメントの定理) 第12週 はりのせん断応力(せん断応力によるはりのたわみ、演習) 第13週 曲りはり1(曲りはりの応力、曲りはりの断面係数、長方形断面、円形断面) 第14週 曲りはり2(フックの応力、曲りはりのたわみ、薄肉曲りはり、演習) 第15週 まとめ 復習 第16週 定期試験
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授業時間外学修の指示
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・配布資料と教科書、履修者に共有するNotebookLMのQ&Aチャットボットや練習問題などを利用して予習と復習を行うこと ・演習問題を自分自身で解くこと ・参考書として図書館にある「材料力学」に関する本・演習問題集を活用すること
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成績評価の方法
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期末試験、レポートにより総合的に判断して評価する(おおむね、期末試験60%、レポート40%、ただし、レポートの回数などによって調整する)。
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テキスト・参考書等
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テキスト:中原一郎 著 「材料力学」 養賢堂 ¥3,600+税
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履修上の留意点
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・材料力学Ⅰの曲げモーメント、曲げ応力、断面二次モーメント、不静定問題の内容をよく復習すること。 ・高校物理の力学の内容をよく復習しておくこと。 ・微分、積分の基礎を復習しておくことが望ましい。
【LMSの利用法】
「材料力学Ⅱ(機械)」ではGoogleのツールの一つであるGoogle Classroomを使用しています。 ClassroomはGoogle版のmanabaのようなものです。 履修登録した人には招待メールを送ります。 大学のメールアドレスのアカウントでしかアクセスできませんのでご注意ください。
出席やレポートの提出、資料の配布などはClassroomでやっていきます。 質問などもそちらでも受付可能にしますのでご利用ください。
PCにGoogleChrome、スマホにGoogle Classrooomのアプリをダウンロードすることを推奨します。 授業の出欠はClassroomで採りますので、端末を必ず準備するようにしてください。
事情により上記が難しい人は相談してください。 第1回で使用方法などを説明します。
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資料
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備考
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・配布した資料を生成AIに利用する場合は原則、本学のメールアドレスのGoogleアカウントを用い(AIの学習に使われないようにする)、個人情報や著作権に注意すること
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