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科目名 |
材料力学（Ⅰ・Ⅱ） |
JABEE科目 |
科目CODE 074 |
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学年・学科等名 |
第4学年 機械工学科 |
担当教員 |
石井 悟(8001) |
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単位数・期間 |
2単位・前期（Ⅰ）・後期（Ⅱ） |
総時間数 |
90時間（含：自学自習,中間試験） |
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教 科 書 名 |
現代材料力学(平修二， オーム社) |
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補 助 教 材 |
プリント(資料，解説，図表など) |
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参 考 書 |
特に使用しない |
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A 教育目標
力の作用により機械構造物の内部に発生する応力と変形の状態，および変形機構と破壊機構などを正しく理解させる。また，材料の性質を正しく理解し，機械構造物などを最も安全かつ合理的に設計できる能力を養う。
B 概要
前期は，はりの曲げにおけるせん断力や曲げモーメントの計算方法，各種断面の断面２次モーメントや断面係数について学習する。次に，はりのたわみの計算方法について学ぶ。
後期は，不静定はりの代表的な解法について学ぶ。また，ひずみエネルギーを用いた解法について触れる。さらに，柱の座屈についての実験式や計算法について学習する。
C 本校の教育目標及び「環境・生産システム工学」教育プログラムによる学習・教育目標との対応
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本校の教育目標 |
教育プログラム科目区分 |
学習・教育目標との対応（JABEE基準: ｄ） |
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3 |
基礎工学科目 設計・システム工学 |
Ａ-2 （20％） |
Ｄ-1 （80％） |
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D 学習上の留意点
材料力学は，ものの強さに関連する全ての学問の基礎をなすもので，ものを設計製作する工学には欠かせない教科である。また，応力と変形は，材料の物理的性質に関連するため，材料学の内容をしっかり理解しておくこと。各自出来るだけ多くの問題を解くことが大切である。4年では，はりの曲げ問題（応力とたわみ）の考え方をしっかりと身につけ，不静定問題の取り扱い方，エネルギ法の適用について習熟することが大切である。
E 評価方法
定期試験4回（80％），レポート(10%)，授業への取り組み状況（10％）にて評価する。
F 授業内容 講義：前期（Ⅰ）30時間・後期（Ⅱ）30時間，自学自習30時間 総時間数90時間
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授業項目 |
時間 |
内 容 |
教育 プログラム |
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1．はりの曲げ （1）両端支持はり （2）突出しはり （3）曲げ応力 （4）図心と断面2次モーメント （5）各種断面の断面係数 （6）はりのせん断応力 |
4 2 2 4 2 2 |
はりの断面に加わるせん断力，曲げモーメントによって生じるせん断応力，曲げ応力およびその分布を求めることができる。そのために必要な任意断面の図心と断面2次モーメント，断面係数を計算できる。一様強さのはりを設計できる。 |
Ａ-2，Ｄ-1 |
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（前期中間試験） |
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（7）一様強さのはり |
2 |
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2．はりのたわみ （1）たわみの基礎式 （2）片持ちはり （3）両端支持はり （4）せん断力によるたわみ |
2 4 4 2 |
はりの変形を単純曲げ理論から導くことができる。各種はりにおける境界条件を記述できる。各種はりにおける任意位置のたわみ量を求めることが出来る。 |
Ａ-2，Ｄ-1
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（前期期末試験） |
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3．不静定はり （1）一端固定・他端支持はり （2）両端固定はり （3）連続はり |
4 4 4 |
静定はり，不静定はりの違いを説明できる。不静定はりを変形条件を用いて解くことができる。 |
Ａ-2，Ｄ-1 |
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4．ひずみエネルギ （1）ひずみエネルギ |
4 |
部材に種々の外力が作用した場合のひずみエネルギの求め方やそれを用いた解法を説明できる。 |
Ａ-2，Ｄ-1 |
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（後期中間試験） |
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（2）Castiglianoの定理 |
4 |
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5．座屈 （1）長柱の座屈 （2）各種端末条件 （3）実験式と実験 |
2 4 4 |
不安定現象である座屈を説明できる。端末条件による座屈の相違や実験式の説明ができる。
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Ａ-2，Ｄ-1 |
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（学年末試験） |
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◆ 自学自習 ・ 予習復習 ・ 演習時間 ・ 定期試験の準備 |
30 |
自学自習の時間として，日常の授業のための予習復習時間，理解を深めるための演習課題の時間および定期試験準備のための学習時間を総合して30時間と考えている。 |
Ａ-2，Ｄ-1 |
G 関連科目 機械材料学、力学基礎、機械要素、機械設計演習、機械システム工学実験、弾性学
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旭川高専2007 |