九州大学 工学研究院 機械工学部門

授業科目区分

専攻教育科目

授業対象学生及び学年等

機械航空工学科(機械工学コース,必修)3年生

授業科目コード

6272

授業科目名

弾性力学

講義題目

 

授業方法及び開講学期等

通常授業・集中講義・臨時

前期・金曜2時限,通常授業

単位数

2単位

担当教員名

村上敬宜 教授, 松岡三郎 助教授  (クラスA,B,C)

 ymura@mech.kyushu-u.ac.jp,smatuoka@mech.kyushu-u.ac.jp

履修条件

材料力学を履修済みまたは履修中のこと

授業の概要

機械や構造物の破壊事故の原因の90%は金属疲労といわれている.破壊事故による経済的損失はGDPの4%にものぼる.破壊事故を防止するためには,強度設計のもとになる応力や応力集中に関する考え方をしっかり修得しなければならない.重要な基礎理論から入り,まちがいやすい考え方,広く応用できる考え方などを通して高度な工学的センスを養う講義を行う.

全体の教育目標

弾性体に作用する応力とその変形に関する2次元および3次元の基本法則を修得し,それらを応用することにより,多くの発展的問題を解決する工学的センスを養う.

個別の学習目標

応力・ひずみの性質と,両者の関係「フックの法則」を理解し,その応用方法を修得する.さらに,弾性力学問題の解決の基礎となる適合条件式,平衡方程式,境界条件,サンブナンの原理を理解し,応力集中の概念の重要性と種々の応用問題の解法,ねじり問題,エネルギー原理の考え方と応用方法を習得する.

授業計画

1-2. 応力の性質(垂直応力,せん断応力,応力変換,主応力)

3-4. ひずみの性質(2次元,3次元問題におけるひずみ,ひずみ変換等)

5. 応力とひずみの関係(一般化したフックの法則)

6. 平衡方程式  7. サンブナンの原理と境界条件  8. 中間試験

9-11. 二次元問題と応力集中(平面応力と平面ひずみ,解の性質,応力関数,円筒の問題,円孔,だ円孔による応力集中,き裂による応力集中,集中力による応力場)

12-13. 一様断面棒のねじり(円形断面棒,閉じた薄肉断面棒のねじり,薄膜問題とねじり問題の類似,薄肉開断面棒のねじり)       

14. エネルギー原理

キーワード

応力,ひずみ,応力変換,フックの法則,サンブナンの原理,応力集中

授業の進め方

教科書を基本にして講義を行う.講義の後に毎回精選した小問題を演習として実施する.また,弾性力学を通して工学的センスを養うことができるように,口頭による質疑応答を行う.

教科書及び参考図書

村上敬宜 著 「弾性力学」 養賢堂

学習相談

講義中での質問を奨励するが,別途,演習時間での質問も受け付ける.教員室やメールでの質問も受け付けるが,質問事項と回答はできるだけ受講者全員の共有事項としたい.

試験・成績評価の方法等

中間試験と期末試験を行う.成績評価は,試験の点数80点,演習および講義中の質疑応答の内容に対する評価点20点の合計100点で評価し,60点以上を合格とする.

その他

Kyushu University Elasticity Competitionを毎年7月上旬に開催する.これは,中間試験,期末試験とは異なる九州大学独自の想像力啓発のための傑作問題により弾性力学センスを競うコンペティションである.上位10位者までを表彰する.成績優秀者は期末試験を免除する.他大学の学生の参加もオープン.


注意:内容についての問い合わせは,担当教官にお願いします.

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九州大学大学院機械科学専攻 <webmastr@mech.kyushu-u.ac.jp>
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