2025年度後期材料力学2

曜日・時限 水曜日3時限 期別 後期 週時間数 2
ナンバリング EH230302
開講学科等 工学部-電子機械工学科
教員名 新関 雅俊
新関 雅俊
職務履歴

https://research.osakac.ac.jp/index.php?%e6%96%b0%e9%96%a2%e3%80%80%e9%9b%85%e4%bf%8a

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目的

メカトロニクスを含む機械分野では、設計において強度計算が必ず必要になる。この講義では材料力学の分野の中でも、たわみの計算を中心とした考え方と計算方法の理解を目的とする。メカトロニクス機器を設計するためにエンジニアにとって最も重要な強度と機能を実現する知識と技術を身につける。そして材料力学の理論を理解して説明できるよにする。【DP-H-3-1、-2、-3】

授業計画

授業回 形式 学修内容 学修課題
1 A,B ガイダンス(授業の進め方、テキスト、演習内容、必要な道具) 事前学修 前期(材料力学1)の教科書とノートを見直し、授業で参照できるようにしておくこと(1.0時間)。
事後学修 指示された必要な道具をそろえること。また、コンピュータの演習室のアカウントが使えることを確認しておくこと(1.0時間)。
2 A,B 図心と中立軸(前期の復習) 事前学修 はりに生じる曲げ応力の計算のしかた、せん断応力・曲げ応力の求め方を復習しておくこと。また図形の面積の計算の仕方を復習しておくこと。(2.5時間)
事後学修 講義で指定された練習問題を完成させること(2.5時間)。
3 A,B 断面二次モーメントの計算方法 事前学修 講義の冒頭で実施する小テストで扱う、図心と中立軸の計算の仕方を練習しておくこと。(2.5時間)
事後学修 指定された練習問題を完成させること。簡単な図形の断面二次モーメントの計算のしかたを復習しておくこと(2.5時間)
4 A,B はりのたわみ(1)たわみの基礎方程式 事前学修 はりの曲げモーメントの計算の仕方について復習しておくこと。また微分方程式の解き方を調べ、復習しておくこと。講義の冒頭で行う小テストで計算する断面二次モーメントの計算ができるようにしておく(2.5時間)。
事後学修 指定された練習問題を完成させること。講義で学んだ式に実際の値を入れて、たわみ角とたわみの実際の値を計算する練習をする(2.5時間)。
5 A,B はりのたわみ(2)重ねあわせ法 事前学修 微分方程式の解き方を調べ、復習しておくこと。授業の冒頭で行う小テストではりのたわみとたわみ角の計算ができるようにしておく(2.5時間)。
事後学修 テキストの指定された練習問題を完成させること(2.5時間)。
6 A,B 不静定はり 事前学修 これまでの計算方法を復習しておくこと(2.5時間)。
事後学修 指定された練習問題を完成させること(2.5時間)。
7 A,B 連続はり 事前学修 これまでの計算方法を復習しておくこと(2.5時間)。
事後学修 指定された練習問題を完成させること(2.5時間)。
8 A,B 曲げとねじりをうける軸 事前学修 これまでの計算方法を復習しておくこと(2.5時間)。
事後学修 指定された練習問題を完成させること(2.5時間)。
9 A,B モールの応力円 事前学修 電卓の使い方を復習しておくこと(tan,cosなどの逆関数の計算の仕方を調べておく)(2.5時間)。
事後学修 指定された練習問題を完成させること(2.5時間)。
10 A,B 柱の座屈 事前学修 これまでの計算方法を復習しておくこと(2.5時間)。
事後学修 指定された練習問題を完成させること(2.5時間)。
11 A,B 有限要素法解析(基本操作)【解析の基本操作】 事前学修 コンピュータの演習室が利用できる状況にしておくこと(2時間)。材料力学2の授業で行った応力の計算とたわみの計算を行えるように準備をしておくこと。(2.5時間)
事後学修 次週のFEM解析に向けて応力計算・たわみの計算を復習しておくこと。(2.5時間)
12 A,B 有限要素法解析(実践問題)【解析を利用した設計】 事前学修 コンピュータの演習室が利用できる状況にしておくこと。材料力学2の授業で行った応力の計算とたわみの計算を行えるように準備をしておくこと。(2.5時間)
事後学修 指定された課題を完成させる(2.5時間)。
13 A,B 総復習とまとめ(他の科目との関連と今後の学習のしかた) 事前学修 コンピュータの演習室が利用できる状況にしておくこと。有限要素法について調べておくこと。材料力学2の授業で行った応力の計算とたわみの計算を行えるように準備をしておくこと。(1.5時間)
事後学修 指定された課題を完成させる(1.5時間)。

授業形式記号

  • A:一斉授業(通常の講義)
  • B:問題発見・解決学習、プロジェクト学習
  • C:体験、実験、実習、演習など
  • D:調査 分析、解析など
  • E:ものづくり、作品制作
  • F:グループワーク(ディスカッション・ディベートを含む)
  • G:プレゼンテーション
  • H:地域・企業 連携型学習
  • I:その他

到達目標

〇2024年度以降入学生
下記、記載のカリキュラムマップを参照。
https://www.osakac.ac.jp/about/policy/faculty/
※各学科/専攻名称のカリキュラムポリシー下段の
 「カリキュラムマップ」よりご確認ください。

〇2023年度以前入学生
○修得する資質・能力:知識・理解力、応用力【DP-H-1-1】
1.応力の概念を理解し、中立軸、断面1次モーメント・断面2次モーメントの計算、たわみ・たわみ角の計算、曲げ応力の計算、そして簡単な座屈の問題の計算ができる。
2.有限要素法による応力解析ができること。

評価方法と評価観点

評価方法 配点合計知識・理解力応用力コミュニケーション力態度・志向性創造力 合計
定期試験またはレポート試験 40% 70% 30% 100%
小テスト、小論文 40% 80% 20% 100%
グループワーク 0%
プレゼンテーション 0%
レポート、宿題 0%
授業での姿勢(ノート、質疑など) 0%
作品、パフォーマンス(実技、実演) 20% 30% 10% 60% 100%
その他1(具体的に: 0%
その他2(具体的に: 0%
100% 66% 22% 0% 12% 0% 100%

教科書・参考書

教科書:前期科目2H「材料力学1」と共通の教科書を使用する。

演習書:「よくわかる機械工学4力学の演習」西原一嘉他著電気書院(熱工学・流体力学と共通に利用)

オフィスアワー

金曜日の昼休みおよび5時限目をオフィスアワーとする。

その他

材料力学1の受講は内容理解の前提となる。演習室のパソコンの使用も「コンピュータリテラシ1・2」程度の習熟度を前提とする。授業には必ず教科書・ノート・コンパス・定規・分度器・電卓を持参すること。
講義の中で行った演習問題は採点の上、返却し、解答方法を解説する。またHP上でも解答方法および模範解答を示す。

実務経験のある教員による授業科目