筑波大学教育課程編成支援システム

FG45564 応用材料力学I

1.0 単位, 2 年次, 秋A 火3,4
金久保利之, 森田直樹

授業概要

弾性性状における不静定梁の応力、変形、長柱の座屈、棒材のねじり、エネルギーに関する諸定理等を紹介する。演習も行う。

備考

材料力学I(FG45414, FG55414)履修者は履修不可。
FG55564と同一。
オンライン(オンデマンド型)

授業形態

講義及び演習

学位プログラム・コンピテンスとの関係(学習・教育到達目標との関係)

この科目は,「1.2 物理的な自然現象に対する理解」に対応している.

授業の到達目標(学修成果)

・単純な不静定梁の応力と変形を求めることができる。
・弾性座屈荷重、丸棒のねじり強度を求めることができる。
・エネルギーに基づく方法を理解し、これを利用して単一線材の応力と変形を求めることができる。

キーワード

応力, 歪, 梁, 静定, 不静定, エネルギー, 座屈, ねじり

授業計画

第1回	1. 不静定梁の基本解法静定構造と不静定構造、重ね合わせの原理、不静定力
第2回	2. エネルギーに関する諸定理(1) 歪(ひずみ)エネルギー、棒材・梁に蓄えられる歪(ひずみ)エネルギー
第3回	2. エネルギーに関する諸定理(2) Maxwell-Bettiの相反作用の定理、仮想仕事の原理、補仮想仕事の原理、単位荷重法、Castiglianoの定理、応力法と変位法
第4回	3. 長柱の座屈 Eulerの座屈荷重、有効座屈長さ、支持条件、細長比、一般的解法、断面相乗モーメントと主軸(強軸、弱軸)
第5回	4. せん断に関する基礎せん断変形、せん断弾性係数、せん断弾性係数とヤング率の関係、長方形断面梁のせん断応力、丸棒のねじり、せん断剛性

履修条件

材料力学基礎を履修していることを前提とする。

成績評価方法

演習問題点数:期末試験点数を50%:50%の配分で評価する。単位取得には60%以上の得点を要す。
2020年度に限り、演習問題点数:最終レポート点数を50%:50%の配分で評価する。

学修時間の割り当て及び授業外における学修方法

演習課題を解き、次回講義時間に必ず提出してください。

教材・参考文献・配付資料等

指定しない。プリントを配布する。

参考書

「材料力学」と名のつく教科書は、非常に数多く出版されている。ある程度自分で材料力学を学んだあと、図書を見比べて、自分にあった教科書を見つけるとよい。

1. チモシェンコ材料力学上巻鵜戸口英善、国尾武訳東京図書株式会社,材料力学分野における古典的な基本書である。チモシェンコは「工業力学の父」と呼ばれている。だだし、内容が古い。
2. 基礎材料力学[改訂版]高橋幸伯、町田進共著培風館,著者は船舶分野出身である。本講義の内容に最も近いが、座標系の取り方、BMDの向きが本講義と異なる。

オフィスアワー等(連絡先含む)

メールでアポイントを取ってください。

金久保利之 1001779 http://www.kz.tsukuba.ac.jp/~kanakubo/

その他(受講生にのぞむことや受講上の注意点等)

授業の狙い:
不静定梁、長柱の座屈、棒材のねじりに関して、応力および変形を求める方法について学ぶ。
関連情報:
本講義で講述する内容は、今後展開される固体力学関連講義のすべてにおいて、重要な基礎項目となる。「応用材料力学II」では、本講義で扱った一次元(一部二次元)の応力および歪(ひずみ)を一般的に拡張した表現を学ぶ。

他の授業科目との関連

ティーチングフェロー(TF)・ティーチングアシスタント(TA)

演習問題チェックにTAの補助あり。

シラバス参照