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現在位置: ホーム ja シラバス(2020年度) 工学部 物理工学科 材料力学1(材エネ原:学番偶数)

材料力学1(材エネ原:学番偶数)

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科目ナンバリング
  • U-ENG25 25004 LJ77
  • U-ENG25 25004 LJ71
  • U-ENG25 25004 LJ75
開講年度・開講期 2020・前期
単位数 2 単位
授業形態 講義
対象学生 学部生
使用言語 日本語
曜時限 水1
教員
  • 安部 正高(エネルギー科学研究科 准教授)
授業の概要・目的  安全・安心が社会的に希求されている現在、我々が身近に接している機械・構造物の破損は安全性を脅かす可能性が高い。機械・構造物の破損を防ぎ、それらの健全性を保証することにより危険性から回避するにあたっては、まず機械・構造物の強度を評価することが不可欠となる。材料力学は、そのような強度評価を行うにあたって基幹となる学問である。
 本講義では、まず材料力学の概念と考え方について、さらに単純な負荷状態における応力、ひずみ、ひずみエネルギーなどの材料力学における基本パラメータについて述べるとともに、実部材とも係わりのあるはりの曲げ問題に関する基本的考え方、ならびにその応用として複雑なはりの問題について講述する。本講義は、線形弾性材料の変形や応力に関わる種々の問題を材料力学の枠組みの中でどのように捉えるかという、基本的な考え方について修得させることを目的とする。
到達目標 線形弾性材料の変形や応力に関する種々の問題について、材料力学の枠組でどのように考えればよいかについて理解できるようになる。
授業計画と内容 【材料力学の概念と考え方:2回】連続体としての材料、質点の力学や剛体の力学と材料力学との関連、外力と内力、応力の概念等について述べ、材料力学の基本的な考え方について学ぶ。
【単純応力問題:3回】材料に特有な特性(材料定数)、力の作用下での材料の変形の概念を把握するために単軸応力が作用する場合の応力とひずみの関係について学習する。単軸応力としては引張り、圧縮、せん断、骨組み構造、熱応力を扱う。また、機械設計で重要となる許容応力と安全率の考え方についても言及する。
【ひずみエネルギー:2回】弾性ひずみエネルギー、マックスウエルの相反定理、カスチリアーノの定理、等について学習する。さらに、ポテンシャルエネルギーの変化に基づいて、衝撃力によって生じる内力や変形を導出する考え方についても学ぶ。
【はり(梁)の曲げ:5回】はりに横荷重、モーメントが作用するときに生じる内力としてのせん断力と曲げモーメント、応力の評価時に必要となる断面2次モーメントと断面係数、ならびにはりに生じる応力と変形について学習する。
【複雑なはり:2回】不静定はり、弾性床上のはり、連続はり、曲りはりなど、複雑なはりを対象にして内力と変形を求める手法について学習する。
【学習到達度の評価:1回】これまでの学習内容に対する到達度を評価する。
成績評価の方法・観点 【評価方法】
 1回の記述式試験において評価する。
【評価基準】
 1回の記述式試験において、100点満点中、60点以上となること
  60点以上:合格
  59点以下:不合格
履修要件 履修者は、原則として物理工学科のエネルギー応用工学コース、原子核工学コースおよび材料科学コースに分属された者とする。
予備知識:微分積分学、微分方程式、線形代数学、質点および剛体の力学、などの基本的な数学や物理学。
授業外学習(予習・復習)等 予習:次週講義されると予想される教科書の範囲を読んでおくこと。
復習:講義された範囲に関連する教科書の例題や演習問題を解いて,理解度をチェックすること。
教科書
  • 柴田・大谷・駒井・井上:材料力学の基礎(培風館) ISBN: 4-563-03465-7 isbn{}{4563034657}