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M274 材料力学特論 (令和3年度 1-2期) M274 Mechanics of Materials (Term 1-2 2021)
| 科目番号 | M274 | 単位数 | 2 |
|---|---|---|---|
| 授業科目名 | 材料力学特論 Mechanics of Materials | ||
| 担当教員 | 池 勇勳 | ||
| 時間割 | 1の2期（火・1／木・2） | ||
| 達成目標 |
|---|
| 材料力学の基礎知識と、有限要素法に基づいた簡単な構造物から複雑な構造物までの高級解析スキルを理解する。 |
| 概要 |
| 機械やメカトロニクスシステムの設計のためには材料及び関連する力学的な知識が必須である。本講義では，材料力学の基礎から始め、材料の多様な変形に関する理論を紹介する。講義の後半では、複雑な形状を持つ材料力学問題を解決するための数値解析方法である有限要素法の概念と理論を紹介する。 |
| 教科書 |
| 辻 知章ら、JSMEテキストシリーズ「材料力学」、日本機械学会 |
| 参考書 |
| David V. Hutton, Fundamentals of Finite Element Analysis, McGraw-Hill |
| 関連科目 |
| なし |
| 履修条件 |
| 基礎な物理学・代数学に関する知識が必要。 |
| 講義計画 |
| 1. 材料力学の基礎、応力とひずみ 2. 棒の引張りと圧縮 3. 許容応力と安全率 4. 棒のねじり 5. はりのSFDとBMD 6. はりの曲げ応力１ 7. はりの曲げ応力２ 8. はりのたわみ１ 9. はりのたわみ２ 10. 有限要素法による解析の手順 11. 有限要素法による棒要素の解析 12. 有限要素法によるはり要素の解析 13. 有限要素法によるフレーム要素の解析 14. まとめ |
| 準備学修等の具体的な指示 本学では、15時間の授業を含む45時間の学修をもって1単位とすることを踏まえて、準備学修に取り組むこと。 |
| 物理と代数の基礎知識を復習してほしい。 |
| 評価の観点 |
| 材料力学の基礎と、有限要素法による解析方法を理解できること。 |
| 評価方法 |
| 定期的な宿題の提出、中間試験、期末試験による。 |
| 評価基準 |
| 定期的な宿題の提出（30％）、中間試験（35％）、期末試験（35％） |
| 獲得可能な能力・性質 |
| 先端科学技術分野の専門家としての、 ＜社会的能力＞ 幅広い視野、論理的思考力、コミュニケーション能力 ＜創出力＞ 専門的知識とスキルの探求力 |
| 講義アーカイブ |
| ＜収録内容＞収録しない ＜配信方法＞公開しない |
| Course Number | M274 | Number of credits | 2 |
|---|---|---|---|
| Course Title | Mechanics of Materials | ||
| Instructor | Ji,Yonghoon | ||
| Schedule | Term 1-2（Tue・1／Thu・2） | ||
| Course goals |
|---|
| To understand the basic knowledge of mechanics of materials and advanced skill for analyzing the structural problem from simple to complicated structures based on the finite element method. |
| Course content |
| Knowledge about materials and related mechanical properties is required for the design of the machines and mechatronic systems. In this course, starting from the basics of mechanics of materials, the theory about diverse deformation of materials will be introduced. In the second half of the course, concepts and theory for the finite element method which is known to be an analytical and numerical method will be introduced for solving problems in the mechanics of materials with complicated geometric shapes. |
| Textbook |
| 辻 知章ら、JSMEテキストシリーズ「材料力学」、日本機械学会 |
| References |
| David V. Hutton, Fundamentals of Finite Element Analysis, McGraw-Hill |
| Related courses |
| None |
| Prerequisites |
| Basic knowledge in physics and algebra is required. |
| Schedule |
| 1. Basics on material mechanics, stress and strain 2. Tensile and compression of rod 3. Allowable stress and factor of safety 4. Torsion of rod 5. SFD and BMD of beam 6. Bending stress of beam 1 7. Bending stress of beam 2 8. Beam deflection 1 9. Beam deflection 2 10. Analysis procedure by finite element method 11. Analysis of rod elements by finite element method 12. Analysis of beam elements by finite element method 13. Analysis of frame elements by finite element method 14. Summary |
| How to prepare for this course Be well prepared for the course, taking it into consideration that one credit is awarded for 45 study hours including self-study time in addition to that of in total 15-hour lectures. |
| Students who will attend this course should review basic knowledge in physics and algebra. |
| Viewpoint of evaluation |
| Students will be able to understand basic knowledge in mechanics of materials and analysis scheme based on the finite element method. |
| Evaluation method |
| Routine homework, mid-term examination, and final examination. |
| Evaluation criteria |
| Homeworks (30%), mid-term examination (35%), final examination (35%) |
| Abilities/traits that can be acquired |
| ・Social competencies: broad interests, logical thinking, excellent communication ・Creative abilities: ambition for expertise and skills |
| Lecture Archive |
| What to record： No record How to broadcast：Undisclosed |