材料力学

科目ナンバリング U-AGR03 2C116 LJ83 開講年度・開講期 2021 ・ 後期
単位数 2 単位 授業形態 講義
配当学年 2回生 対象学生
使用言語 日本語 曜時限 水2
教員 中嶋 洋 (農学研究科 教授)
授業の概要・目的 構造物や機械を設計する目的で,材料が各種外力を受けた時の変形や応力を解析する手法について,特にはりの不静定構造を中心に解説する.また,今日の計算機援用工学における代表的な構造解析手法である有限要素法(FEM)について,基礎的な考え方も学習する.
到達目標 応力とひずみの関係が理解できる.各種はりの曲げモーメント分布を求めることができる.様々なはりの不静定問題を重複積分法,重ね合わせ法,エネルギー法で解くことができる.丸軸のねじりが理解でき,伝達動力が計算できる.有限要素法はバネの式を解くことを意味することが説明できる.
授業計画と内容 以下1~10の課題について,1課題あたり1~2週の授業をする.

1. ガイダンスならびに応用力学の復習(応力とひずみの関係, 曲げモーメントの考え, 静定問題の解法の復習)
2. モールの応力円(組合応力状態,モールの応力円)
3. エネルギー法(相反定理, カスチリアノの定理)
4. エネルギー法によるはりのたわみ問題の解法(片持支持集中荷重, 両端支持集中荷重, 両端支持分布荷重)
5. 不静定問題(1)(1次元棒の軸方向引張圧縮, 熱応力問題, 内部応力)
6. 不静定問題(2)(両端固定単純はりの不静定問題, 一端固定他端単純支持はりの不静定問題)
7. 不静定問題(3)(連続はりの不静定問題)
8. 棒のねじり(丸棒のねじり, 伝達動力, 中空丸棒のねじり, 曲げとねじりを受ける丸軸)
9. 特殊なはり(組合せはり, 鉄筋コンクリート, 曲りばりの応力とひずみ, 断面係数, 薄肉曲りばりのひずみエネルギー)
10. 有限要素法(1次元問題の考え方, FEMの概念, バネモデル, プログラミング, 単純支持はりの問題, 片持はりの問題)
[フィードバック(レポート返却と解答解説)]
<<期末試験>>
成績評価の方法・観点 【評価方法】
平常点5点,レポート点5点,期末試験90点の合計100点満点により評価する.

【評価基準】
評価基準及び方針については,当該年度農学部学生便覧記載の[評価基準及び方針]による.
履修要件 応用力学(C115)を履修していること.
授業外学習(予習・復習)等 配布資料を利用した各週の講義内容の予習と復習を必要とする.また,資料にはレポート課題が記載されているので適宜対応することが望ましい.
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