山梨大学電子シラバス

授業科目名

担当教員

材料力学III

吉原　正一郎

時間割番号

単位数

コース

履修年次

期別

曜日

時限

271051

集中

(未登録)

［概要］

材料力学は機械工学の中でも重要な学問体系の一つである．機械構造物の適切な設計のためには材料力学の知識が不可欠である． 本講義では，材料力学Iと材料力学IIおよび演習での知識をもとに，さらに発展させて，応力集中，材料の強さと破壊，円筒，回転体，平板などの実際に近い問題を勉強する．実際の設計に必要となるこれらの理論の考え方とその計算能力の涵養を目標とする．

［具体的な達成目標］

１）応力集中，破損と破壊，線形破壊力学，疲労破壊，クリープなどの現象を理解できる． ２）外圧を受ける薄肉円筒，内外圧を受ける厚肉円筒，組合せ円筒および焼ばめ，熱応力を受ける円筒の応力や変形を求めることができる． ３）回転した円板の応力や変形，回転軸の危険速度を求めることができる． ４）曲げ荷重を受ける平板や円板，分布荷重が作用した時の円板の応力や変形を求めることができる．

［必要知識・準備］

『基礎教育』部門に相当する科目の中で特に「数学（微積分学）」と「物理（力学）」に関しての基礎知識を修得し，「材料力学I」及び「材料力学II」を履修しておくこと．また，『基礎工学』部門の中で「材料力学」に関して本講義と関係する内容を修得していることが望ましい．具体的な科目名と必要知識を以下に列挙する． １）微分積分学及び演習（特に，微分・積分の定義と工学的意味） ２）基礎物理学I（特に，ベクトルの意味と内積ならびに力学初歩） ３）材料力学I（特に，応力とひずみの関係） ４）材料力学II（特に，はりのたわみ） ５）微分方程式I（特に，はりの計算） 本科目はこれまでの材料力学の総仕上げであり，ものづくり・機械設計においても必要不可欠な科目として位置付けられる．

［評価方法・評価基準］

No	評価項目	割合	評価の観点
1	試験：中間期	50 %	学習内容の達成度を確認
2	小テスト／レポート課題	50 %	シミュレーション課題に対する理解度を確認

［教科書］

西村　尚　編著, ポイントを学ぶ材料力学, 丸善, ISBN:4621032496

［参考書］

［講義項目］

１．「薄肉円筒・厚肉円筒」 　　　　☆薄肉円筒・厚肉円筒における応力とひずみの導出とその関係 　２．「焼ばめ・熱応力を受ける円筒」 　　　　☆厚肉円筒における焼ばめおよび熱応力による応力状態 　３．「平板の曲げ」 　　　　☆平板の曲げによる応力状態 　４．「円板の曲げ」 　　　　☆円板の軸対称曲げによる応力の導出，等分布荷重および集中荷重を受ける円板のたわみ導出 　５．「破壊の法則？」 　　　　☆真応力と真ひずみ，組み合わせ応力下における降伏の条件 　６．「破壊の法則II」 　　　　☆塑性不安定の条件 　７．「中間試験」 　　　　☆試験と解答の解説 　８．「有限要素解析」 　　　　☆有限要素解析の計算方法とその手順 　９．「ANSYSによるFEMシミュレーション解析？」 　　　　☆片持ちはりの構造解析 １０．「ANSYSによるFEMシミュレーション解析？」 　　　　☆両端支持はりの構造解析 １１．「ANSYSによるFEMシミュレーション解析？」 　　　　☆自転車のフレームの構造解析 １２．「ANSYSによるFEMシミュレーション解析？」 　　　　☆無限板において遠方で一様な応力をうける場合の応力集中の解析 １３．「ANSYSによるFEMシミュレーション解析？」 　　　　☆切り欠平板の構造解析 １４．「ANSYSによるFEMシミュレーション解析？」 　　　　☆円板の構造解析 １５．「ANSYSによるFEMシミュレーション解析？」 　　　　☆塑性変形および延性材料の破壊の取り扱い方

［教育方法］

１）理論の説明を黒板とプロジェクターを使用して行い，その後演習問題を3題程度出題し，その理解を深める． ２）講義中で解答できなかった演習についてはレポートによって確認する． ３）補足説明が必要な場合についてはCISで掲示する． ４）授業後半は，有限要素シミュレーションソフトANSYSを用いて，解析する．

［JABEEプログラムの学習・教育目標との対応］

《機械システム工学科機械デザインコース》
(B)【機械工学と自然科学】数学，物理や化学などの自然科学と情報技術の基礎知識を修得し，これらの知識を機械工学へ活用できる能力を身につける．	○
(C) 【機械工学の基礎】機械工学に関する基礎知識を修得し，これらの知識を活用して機械工学に関連する諸問題が解決できる能力を身につける．	◎
(E)【デザインとものづくり】修得した基礎知識を駆使し，与えられた制約の下でデザインやものづくりが合理的かつ効率的に行える能力を身につける．	○

［その他］

平成23年度も授業後半は、受講生数によって、集中講義になります。