授業科目

材料力学
Strength of Materials 

担当者

教授   竹村 兼一
前 木2
准教授 高野 敦
前 木1

単位

2

到達目標

本講義では、機械工学科のカリキュラム・ポリシーに従い、主に棒に生じる内力、応力、変形量、ひずみについて学習する。本講義での到達目標は、受講生が①応力②ひずみ③弾性率④熱応力⑤平面応力等々を知ることを通じて、棒部材を設計できる力を身につけることである。また、はりに作用する外力、はりの内部に生じる内力についても学習する。

授業内容

機械や構造物が破壊した場合、甚大な被害を被る事が少なくない。機械の破壊を防ぐためには、機械の部材に生ずる応力を求めて、この値が材料の強さ以下になるように寸法を決めればよい。材料に生ずる応力を過小に見積もれば、機械は壊れる可能性があるし、逆に過大に見積もれば機械の重量が増し不経済になる。特に航空機、新幹線、自動車などは軽くして燃料を節約したいので、正確に応力を求めなければならない。材料力学の講義では、機械構造物を構成する基本的な部材に生ずる応力や変形を解明していく。卒業後、企業の設計部に所属した場合は材料力学の知識は必要不可欠となる。

授業計画

材料力学Ⅰでは以下の内容について学んでいく。予習として、①教科書の該当ページを予め読んでくること②わからない用語があれば調べてみること③わからないことを抽出することの3点が必要である。また、復習としては、講義、演習で取り上げた問題を、再度解いてみることが必要である。
  1.シラバスの記載事項についての確認、内力と外力、軸方向力
  2.応力、ひずみ、および単位
  3.フックの法則、縦弾性係数、横弾性係数
  4.ポアソン比、真応力、真ひずみ
  5.材料の引張試験と許容応力、安全率
  6.組合せ構造物
    (静定問題と不静定問題)
  7.トラス構造
  8.熱応力、線膨張係数
  9.棒材の少し複雑な問題
    (自重を考慮した問題)
  10.薄肉(うすにく)かく
  11.平面応力、傾斜面の応力
  12.応力及びひずみの座標変換、主応力・主ひずみ
  13.応力集中、時間依存挙動(疲労、粘弾性、クリープ、応力緩和)
  14.全体のまとめ、質疑応答
なお,予習・復習合わせて各回あたり約4時間の自己学習を想定している.予習は開講前の休暇中等を利用して複数回分をまとめて行ってもよいが,復習は各回の授業終了後速やかに行うことが望ましい.

授業運営

授業では、毎回、講義・演習(問題を解く)を行う。毎回、演習が行われるので、講義の内容を確実に理解できる。
教科書についての注意:高野准教授と竹村教授では、教科書が異なるので、十分に注意する事。
竹村教授の教科書は、邉・藤井・川田(編集)、『最新材料の力学』、培風館である。
高野准教授の教科書は 高橋、町田、角(共著)、『基礎材料力学 3訂版』、培風館である。
注意:後期に開講される 材料力学及び演習Ⅱ も、原則として、材料力学Ⅰ の担当教員から授業を受けること。

評価方法

授業内小テストの合計点を30点、期末試験を70点の割合で評価を行う。
講義を4回以上欠席した場合は、原則として評価の対象としない。

オフィスアワー

竹村:(e-mail: takemura@kanagawa-u.ac.jp):火曜日5時限、12-37室にて。
高野:(e-mail:atakano@kanagawa-u.ac.jp):木曜2限、6-107または6-402室にて。

使用書

辺吾一他『最新材料の力学』補訂版[培風館]2010年
高橋、町田、角(共著『基礎材料力学』3訂版[培風館]

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