2025年度

後期

材料力学及演習I

講演

Exercise of Strength of Materials I

A2600016 材料力学及演習I [A1](再)[連続][対面]

西村 良弘

3.0単位

後期(3Q)(土曜2限、土曜3限)、後期(4Q)(土曜2限、土曜3限)

八王子

1N-028講義室

1 基礎知識の修得   0 ％
2 専門分野の知識・専門技術の修得   100 ％
3 汎用的問題解決力の修得   0 ％
4 道徳的態度と社会性の修得   0 ％

・応力やひずみの概念を理解し，さらに棒，軸，はりに生じる応力と変形の算出，また材料の性質などを習得することにより，機械の強度設計に応用できる．
・設計に関連する例題や演習問題に着手して，材料設計の基本的な考え方を身につけることにより，技術士の一次試験に出題される材料力学の基本的問題を解くことができる．

・「微分積分A・B・C・D」，「工科系数学基礎」を受講し，微分積分の計算や微分方程式の解法を習得しておくこと．
・「物理学A・B」，「工業力学及演習」を受講し，力のつり合い，モーメント，偶力など，力学の基礎になる考え方を習得しておくこと．

材料力学で扱う材料は，どんなに細かく分割しても力学性質の変わらない固体である。この場合これを連続体と呼ぶ。現実には材料は分子原子の結合した集合体であるが少なくともアボガドロ数（6.02x10^23)以上の個数の分子原子集団の塊として扱う場合、統計量として温度や圧力などを定義できる。連続体であるからどんなに細かく分割しても物性値(弾性定数、密度、比熱、誘電率、導電率等々）が存在し物質内の位置によらず一定の値をとるか連続的に変化する。人間が太古から近代近くまで扱ってきた材料は基本的に連続体として扱える範囲で使用している。日常生活で手を触れたり操作できる対象物は弾性連続体または複数の弾性連続体の複合体と考えることができるので、形ある構造体を作成するとき部材を弾性連続体として構造を作るので材料力学は機械的機能を発揮させるのに重要な学問である．機械的構造体の強度設計では，応力やひずみの概念を十分に理解し，棒や軸，はりの応力と変形などについてとの算出式をいつでも導くことができ，材料の性質（特性）などがすぐに頭に浮かぶようにしておくことが必要がある．講義終了後に自ら具体的な問題を解き，考え方だけではなく，実際の数値（オーダーや単位）まで身につけて理解を深めることが重要である．機械部品や機械構造物の強度設計を行う場合には，材力の知識により一次近似としての応力分布を予想し、構造の重要な箇所を見つけコンピュータでより精度の高い計算を行うのが鉄則である。コンピュータは軽量化や形状最適化に役立つ。また，実際の製品，特に身の回りの機械構造物を見て，どこがもっとも壊れやすいのか，どんな工夫がしてあるのかなどを判断する能力を身につけることも本講義の目標の一つである．

特に活用しない

対面

シラバスの内容を参考に，今までに学習した材料に関連する基礎事項について振返る．

1時間

材料力学の基本事項Ⅰ，ガイダンス
材料力学では連続弾性体を扱う。現実の材料との違い。適用範囲，材料力学で必要な数学の復習等について学習する．
また材料力学の理解に役立つ数学基礎について紹介、確認する

材料力学の位置づけ，考え方，適用範囲，材料力学で必要な数学の復習等について確認する．

1時間

対面

材料力学の基本事項Ⅱ
材料試験、垂直応力と剪断応力について円柱の例について学ぶ
有効数字，単位等の復習，今後の学習の進め方等について学習する．

材料試験、垂直応力、剪断応力の捉え方，有効数字，単位等の復習，今後の学習の進め方等について確認する．

1時間

対面

材料力学の基本事項Ⅲ
ポアッソン比、不静定に関する事項，外力と内力，力の釣合い等について学習する．
基礎数学

力に関する事項，外力と内力，力の釣合い等について確認する．

1時間

対面

材料の性質Ⅰ
棒の引張，圧縮時に作用する垂直応力，せん断応力について，特に，応力とひずみを中心に学習する．

棒の引張，圧縮時に作用する垂直応力，せん断応力について，特に，応力とひずみについて確認する．

1時間

対面

材料の性質Ⅱ
圧縮時における応力とひずみとの関係やポアソン比等について学習する．

圧縮時における応力とひずみとの関係やポアソン比等について確認する．

1時間

対面

材料の性質Ⅲ
熱膨張について学習する．

棒の引張試験，圧縮試験等，各種材料試験法について確認する．

1時間

対面

軸力が作用する棒Ⅰ
熱の不静定問題，変断面棒，自重が作用する棒等について学習する．

棒の不静定問題，変断面棒，自重が作用する棒等について確認する．

1時間

対面

ねじり１
ねじりについて学習する．

ねじりについて確認する．

1時間

対面

ねじり２
ねじりについて学習する．

中実丸棒と中空丸棒に関するねじりの基礎事項（基礎式）について確認する．

1時間

対面

はり１
はりについて学習する．

はりについて確認する．

1時間

対面

はり２
せん断力と曲げモーメント等の基礎事項について学習する．

曲げが作用するはりの種類，せん断力と曲げモーメント等の基礎事項について確認する．

1時間

対面

はり３
せん断力図と曲げモーメント図，集中荷重が作用する各種はり，分布荷重が作用する各種はり，モーメントが作用する各種はりについて学習する．

曲げが作用するはりのせん断力と曲げモーメント図，集中荷重が作用する各種はり，分布荷重が作用する各種はり，モーメントが作用する各種はりについて基礎事項を確認する．

1時間

対面

講義復習及び総合演習

これまでの講義内容の総まとめとして材料力学全般を振返る．

2時間

対面

振返り授業の後に期末試験を実施する．

材料力学の基礎事項も含めて，これまでの講義内容の総まとめとして材料力学全般を再度確認・復習する．

2時間

遠隔（オンデマンド）

期末試験の解答例を示し，それによって各自が総復習する．

機械工学における材料力学の重要性を再確認する．

1.5時間

講義後半に毎回実施する演習の答案を必ず提出すること．成績評価は，演習のレポートと期末試験の結果とを総合して判定する．演習のレポートを2割，期末試験を8割で評価し，60点以上で且つ2/3以上出席の者に単位を認める．

授業内で課した課題について解答例を示し，口頭で講評する．

立野昌義，後藤芳樹編著　基礎から学ぶ材料力学（オーム社）

材料力学に関する参考書は，非常に多く出版されており，それらの多くが図書館に揃えられている．それぞれが分かりやすく解説されているので，自分に合った参考書を選び，日頃の学習や演習で分からなくなったときには，教科書や参考書の該当箇所を読み直したり，参考書の類似の例題を参考にして学習を進めること．

講義と演習との間の時間や演習後の時間．メールによる教員への質問も可．
メールアドレス：au41613@ns.kogakuin.ac.jp

材料力学は，ものを作る際に非常に役に立つ学問でる．特に，就職試験や各種の資格試験にもよく出題される．基本事項は，何度も繰り返し学習することでより深く理解することができる．実戦に即した体系的な講義を通して，材料力学を十分に理解していただきたい．授業には必ず出席し，演習のレポートも必ず提出すること．

実務家担当科目ではない

機械工学科

関連する科目でない

Ⅲ2a