材料力学I及演習 [A2][連続][対面]

開講年度

2025年度

開講学期

前期

科目名

材料力学I及演習

授業種別

講演

科目名（英語）

Strength of Materials I and Exercise

授業情報(授業コード・クラス・授業形態)

A2600012 材料力学I及演習 [A2][連続][対面]

担当教員

田中克昌

単位数

3.0単位

曜日時限

前期(1Q)(火曜4限、火曜5限)、前期(2Q)(火曜4限、火曜5限)

キャンパス

八王子

教室

1N-335講義室

学位授与の方針

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 ％

具体的な到達目標

・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．

受講にあたっての前提条件

・「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．

授業の方法とねらい

材料力学は機械や構造物の強度設計を行うための必須の学問である．講義の中で学習した概念を，その後に行う演習を自ら解くことによって身につけ，以下の到達目標を達成する．
・身の回りの機械や構造物を見て，その信頼性について考えることができる．
・実際の部材や構造物を見て，最も壊れやすい箇所や破損の原因を判断できる．

AL・ICT活用

特に活用しない

第1回

授業形態

授業情報欄記載の通り

事前学習

・教科書1〜32ページを熟読した上で，「材料力学を学ぶ上で必要となる，力と力のモーメントのつり合い，外力と内力，単位系，応力」に関する学習内容を明確にする．

2時間

授業内容

・材料力学とは“どんな学問”で“何を学ぶ”のかについて説明する．
・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（1年次の学習内容）を確認する．
・材料力学の考え方の基本となる外力と内力の概念について学ぶ．
・単位系について確認し，材料力学においてよく用いる単位系の換算をできるようにする．
・応力の定義や単位および応力の分類について学ぶ．

事後学習・事前学習

・第1回目の演習問題を振り返る．
・教科書33〜45ページを熟読した上で，「ひずみ，応力とひずみの関係，引張り試験および各種機械的性質」に関する学習内容を明確にする．

4時間

第2回

授業形態

授業情報欄記載の通り

授業内容

・材料の伸びの性質，ひずみの定義について学ぶ．
・ポアソン比について学ぶ．
・応力とひずみの関係，弾性係数について学ぶ．
・材料の機械的性質，それを調べるための基本的な引張り試験について学ぶ．

事後学習・事前学習

・第2回目の演習問題を振り返る．
・教科書46〜51，58〜63ページを熟読した上で，「サンブナンの原理，変断面棒および自重が作用する棒の問題」に関する学習内容を明確にする．

4時間

第3回

授業形態

授業情報欄記載の通り

授業内容

・サンブナンの原理を理解する．
・断面積が変化する棒や自重が作用する棒の引張りに関する問題の取り扱いを学ぶ．

事後学習・事前学習

・第3回目の演習問題を振り返る．
・教科書52〜57ページを熟読した上で，「棒の引張・圧縮に関する不静定問題」に関する学習内容を明確にする．

4時間

第4回

授業形態

授業情報欄記載の通り

授業内容

・棒の不静定問題における応力とひずみの算出方法について学ぶ．

事後学習・事前学習

・第4回目の演習問題を振り返る．
・教科書64〜71ページを熟読した上で，「熱による棒の変形と応力」に関する学習内容を明確にする．

4時間

第5回

授業形態

授業情報欄記載の通り

授業内容

・温度変化に伴う応力の発生の仕組みを理解し，熱応力とひずみの取り扱いを学ぶ．

事後学習・事前学習

・第5回目の演習問題を振り返る．
・第1〜5回目までの内容を再確認し，学修到達度の確認（中間試験）に対する準備をする．

6時間

第6回

授業形態

授業情報欄記載の通り

授業内容

・第1〜5回目までの内容に対する学修到達度の確認（中間試験）を行う．

事後学習・事前学習

・中間試験で解答できなかった問題の単元を復習し，正しい考え方を修得する．
・教科書78〜82ページを熟読した上で，「丸棒のねじり，ねじり応力とねじりモーメントの関係」に関する学習内容を明確にする．

4時間

第7回

授業形態

授業情報欄記載の通り

授業内容

・丸棒に作用するねじりモーメントとせん断応力の関係について学ぶ．

事後学習・事前学習

・第7回目の演習問題を振り返る．
・教科書83〜91ページを熟読した上で，「ねじりの不静定問題，伝動軸の設計」に関する学習内容を明確にする．

2時間

第8回

授業形態

授業情報欄記載の通り

授業内容

・棒のねじり問題の応用として，不静定問題の取り扱いや伝動軸の設計について学ぶ．

事後学習・事前学習

・第8回目の演習問題を振り返る．
・教科書93〜102ページを熟読した上で，「はりの曲げモーメントとせん断力」に関する学習内容を明確にする．

4時間

第9回

授業形態

授業情報欄記載の通り

授業内容

・はりの種類を理解し，はりに生じる曲げモーメントとせん断力の算出方法を学ぶ．

事後学習・事前学習

・第9回目の演習問題を振り返る．
・教科書103〜120ページを熟読した上で，「はりの曲げモーメントとせん断力」に関する学習内容を明確にする．

4時間

第10回

授業形態

授業情報欄記載の通り

授業内容

・曲げモーメント図とせん断力の図示を理解し，各種はりに対する取り扱いを学ぶ．

事後学習・事前学習

・第10回目の演習問題を振り返る．
・教科書123〜134ページを熟読した上で，「はりの曲げ応力，断面二次モーメント」に関する学習内容を明確にする．

4時間

第11回

授業形態

授業情報欄記載の通り

授業内容

・はりに生じる曲げ応力を求める式の誘導および断面二次モーメントについて学ぶ．

事後学習・事前学習

・第11回目の演習問題を振り返る．
・教科書135〜142ページを熟読した上で，「はりのたわみ曲線」に関する学習内容を明確にする．

4時間

第12回

授業形態

授業情報欄記載の通り

授業内容

・はりのたわみ量を求めるたわみの基礎式について学ぶ．

事後学習・事前学習

・第12回目の演習問題を振り返る．
・教科書143〜147ページを熟読した上で，「さまざまな曲げを受けるはりのたわみ」に関する学習内容を明確にする．

4時間

第13回

授業形態

授業情報欄記載の通り

授業内容

・各種のはりに対してはりの基礎式を導き，たわみを求める方法を学ぶ．

事後学習・事前学習

・第13回目の演習問題を振り返る．
・第7〜13回目までの内容を再確認し，学習到達度の確認（授業内試験）に対する準備をする．

6時間

第14回

授業形態

授業情報欄記載の通り

授業内容

・学修到達度の確認（授業内試験）を行う．

事後学習・事前学習

・授業内試験で解答できなかった問題の単元を復習し，正しい考え方を修得する．

4時間

第15回

授業形態

別欄もしくは授業内で通知

授業内容

・学修到達度の結果を踏まえて，正答率が低い単元を中心に解説する．

事後学習

・これまでの学習内容を振り返り，不得手とする範囲を中心に復習する．

2時間

成績評価の方法

成績評価は，授業内に実施する演習（20%）および中間試験（30%），定期試験期間内に実施する期末試験（50%）の成績をもとに行い，理解度をA＋，A，B，C，D，Fの6段階で評価する．Grade D以上を合格とする．

受講生へのフィードバック方法

・各回の演習問題については，授業内で要点を解説するとともに，演習問題を返却する際に講評を述べる．

教科書

「基礎から学ぶ材料力学」，立野昌義・後藤芳樹編著，武沢英樹・田中克昌・小久保邦雄・瀬戸秀幸共著，オーム社（2013），ISBN：978-4-274-21446-2

参考書

指定参考書なし

オフィスアワー

簡単な質問は，授業後の教室にて受け付ける
金曜日　11:40〜12:30　新宿校舎　高層棟A-1776室（スポーツ材料力学研究室，ktanaka@cc.kogakuin.ac.jp）

受講生へのメッセージ

材料力学は，さまざまな物体（固体）が外力を受けてどのように変形するのか，物体の内部にはどのような力が作用しているのか，どのような条件で物体は壊れるのか，を考える学問であり，機械部品や機械構造を設計する指針を得るための基礎となります．繰り返し学習することにより，材料力学の考え方をしっかりと修得してください．

実務家担当科目

実務家担当科目ではない

実務経験の内容

教職課程認定該当学科

機械システム工学科

その他の資格・認定プログラムとの関連

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