材料力学II [A2][遠隔(同)]

開講年度

2025年度

開講学期

後期

科目名

材料力学II

授業種別

講義

科目名（英語）

Strength of Materials II

授業情報(授業コード・クラス・授業形態)

A2600008 材料力学II [A2][遠隔(同)]

担当教員

田中克昌

単位数

2.0単位

曜日時限

火曜4限

キャンパス

八王子　遠隔

教室

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

・多くの機械とそれを構成する材料に作用する応力とひずみ挙動，構造の剛性と強度の関係が理解できるようになり，機械の設計および材料の強度評価に応用することができる．
・設計に関連する例題や演習問題に着手して，材料力学と実際の機械設計との関連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問題を合格レベルまで解くことができる．

受講にあたっての前提条件

・「数学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I及演習」を受講し，材料力学の基礎的な考え方（外力と内力，応力とひずみ，棒の引張り・圧縮，軸のねじり，はりの曲げ）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．本講義では，「材料力学I及演習」において習得した材料力学の基礎的な考え方をもとに，さらに発展させた問題について学習することによって，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，最も壊れやすい箇所や破損の原因を判断できる．
・部材や構造物に作用する応力状態をもとに，安全な設計が行うことができる．

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26〜28，152〜155ページを熟読した上で，「重ね合わせの原理」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IIを進めるにあたって，材料力学及演習Iの復習を簡単に行う．
・重ね合わせの原理を用いたはりの曲げ問題の取り扱いを学ぶ．

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150〜155ページを熟読した上で，「不静定はり」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

・不静定はりに対して，不静定量を含むたわみの微分方程式からたわみを求める方法を学ぶ．

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152〜160ページを熟読した上で，「不静定はり」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

・不静定はりに対して，重ね合わせの原理を用いてたわみを求める方法を学ぶ．

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161〜162ページを熟読した上で，「はりのせん断力」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

・曲げが作用するはりに発生するせん断力について学ぶ．

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166〜176ページを熟読した上で，「応力の基本形，棒の傾斜面上の応力」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

・応力の図示および基本形を理解し，傾斜面上に作用する応力について学ぶ．

事後学習・事前学習

・第5回目の演習問題を振り返る．
・教科書176〜188を熟読した上で，「主応力」に関する学習内容を明確にする．

4時間

第6回

授業形態

授業情報欄記載の通り

授業内容

・主応力，主ひずみについて理解する．

事後学習・事前学習

・第6回目の演習問題を振り返る．
・第1〜6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7回

授業形態

別欄もしくは授業内で通知

授業内容

・第1〜6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189〜196ページを熟読した上で，「応力−ひずみの関係」および「組合せ応力」に関する学習内容を明確にする．

4時間

第8回

授業形態

授業情報欄記載の通り

授業内容

・三次元応力状態における応力とひずみの関係式，等方弾性材料における機械的性質を示す弾性係数間の関係について学ぶ．
・複数の応力が同時に作用する組合せ応力に対する取り扱いについて学ぶ．

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206〜214ページを熟読した上で，「ひずみエネルギーの基礎」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

・ひずみエネルギーの考え方について学ぶ．

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219〜227ページを熟読した上で，「カスティリアーノの定理とその応用，最小仕事の原理と仮想仕事の原理」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

・カスティリアーノの定理を理解し，曲げやねじりの問題への使い方を学ぶ．
・最小仕事の原理と仮想仕事の原理を理解し，その使い方と結果の見方を学ぶ．

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232〜237ページを熟読した上で，「柱の座屈」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

・座屈方程式から座屈荷重に対する一般解を導く方法について学ぶ．

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238〜244ページを熟読した上で，「柱の座屈」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

・さまざまな境界条件をもつ柱に対する座屈荷重の求め方について学ぶ．

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248〜262ページを熟読した上で，「機械設計における材料力学の役割，材料の性質」，「応力の性質と応力集中，機械の強度設計と許容応力」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

・機械設計における材料力学の役割について理解する．
・機械設計における信頼性を確保するために，外力の精度のよい評価や材料の性質について学ぶ．
・材料の破壊に関する知識を学び，応力集中やクリープ，疲労などについて理解する．
・基準強さをもとに安全率を考慮して許容応力を求める方法について学ぶ．

事後学習・事前学習

・第13回目の演習問題を振り返る．
・第8〜14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

別欄もしくは授業内で通知

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，正解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

授業形態は原則として，講義を主体とし，講義の後半に小演習を行う．成績評価は，授業内に実施する小演習（15%）および中間試験（35%），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，授業内で口頭にて講評を述べる．

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，授業後に受け付ける
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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