固体力学｜シラバス情報

授業コード

510331

オムニバス

科目名

固体力学

科目名（英語）

Solid Mechanics

配当学年

3年

単位数

2.00単位

年度学期

2025年度春学期

曜日時限

火曜1限

対象学科

基_機械

コース

科目区分

専門科目

必選の別

選択科目

担当者

瀧澤　英男

教室

3-325

実務家教員担当授業

教員（瀧澤）は、製造業において固体力学を用いた塑性加工解析や構造設計の経験を持つため、説明においては固体力学がどのような評価に用いられるかに重点を置いた講義を行う。　

授業の目的と進め方

材料力学の発展科目として、力学的な負荷を受ける製品の設計および加工プロセスにおいて必要となる固体材料の力学解析のための基礎を理解し、多軸応力場における材料の変形および限界の評価方法を修得する。
毎回、授業時間外に取り組む課題を設定し、これを解くことで理解を深める。

達成目標１

応力とひずみをテンソルとして表現できる　【40%】　

達成目標２

主応力とその方向を計算できる【20%】

達成目標３

弾性力学の問題の構造が理解できている【20%】

達成目標４

降伏条件、流れ則など塑性力学の基礎が理解できる【20%】

達成目標５

達成目標６

達成目標７

アクティブラーニング

ディスカッション

ディベート

グループワーク

プレゼンテーション

実習

フィールドワーク

その他課題解決型学習

授業計画

授業時間外課題（予習および復習を含む）

第１回

授業の目的、数学と材料力学の復習　

【予習】材料力学のテキストを読み、機械設計と材料力学の関係を確認する。（１時間）
【復習】Teamsで復習課題を課す（１時間）。

第２回

行列・偏微分の復習

【予習】「数学」のベクトル、行列、偏微分を見直しておくこと。（１時間）
【復習】Teamsで復習課題を課す（１時間）。

第３回

応力テンソル(1)　応力成分の表記と符号

【予習】材料力学の垂直応力とせん断応力の定義を見直しておくこと。（１時間）
【復習】Teamsで復習課題を課す（１時間）。

第４回

応力テンソル（2）Cauchyの関係式　

【予習】「線形代数」の行列とベクトルの積の計算を見直しておくこと。（1時間）
【復習】Teamsで復習課題を課す（１時間）。

第５回

応力の平衡方程式

【予習】「物理Ⅰ」「機械力学」「材料力学」で習った自由物体図の力のつりあいとモーメントのつりあいを見直しておくこと。（1時間）
【復習】Teamsで復習課題を課す（１時間）。

第６回

応力テンソルの座標変換

【予習】材料力学2の「モールの応力円」を見直しておく。（1時間）
【復習】Teamsで復習課題を課す（１時間）。　

第７回

主応力とその方向　

【予習】Cauchyの関係式を見直すこと（1時間）。
【復習】Teamsで復習課題を課す（１時間）。

第８回

主応力とその方向（計算の詳解）

【復習】前回の復習課題を見直しておくこと。（1時間）
【復習】Teamsで復習課題を課す（１時間）。

第９回

ひずみの定義と変位勾配

【予習】材料力学での「ひずみ」の定義を確認する。（１時間）
【復習】Teamsで復習課題を課す（１時間）。

第10回

ひずみテンソルの定義（回転の除去）

【予習】前回の変位勾配[Z]を導出する過程を見直す。（１時間）
【復習】Teamsで復習課題を課す（１時間）。

第11回

弾性構成式：一般化されたフックの法則

【復習】材料力学で学んだヤング率、横弾性係数、ポアソン比を見直しておく（１時間）。
【復習】Teamsで復習課題を課す（１時間）。

第12回

総和規約と固体力学問題の構造

【予習】ベクトルの内積および行列とベクトルの計算方法を見直しておく。（１時間）　
【復習】Teamsで復習課題を課す（１時間）。

第13回

多軸応力場における降伏条件

【予習】材料力学で学んだ、塑性、降伏といった基本用語を見直しておく（１時間）。
【復習】Teamsで復習課題を課す（１時間）。

第14回

流れ則、全体のまとめ

【予習】流れ則について調べておくこと。（１時間）
【復習】Teamsで復習課題を課す（1時間）。期末試験勉強：これまでの課題を見直して独力で解けるようにしておくこと。（3時間）

課題等に対するフィードバック

復習課題については、提出締切り後に、詳解を記した模範解答を公開する。
また、正答率の低かった課題については、講義中に復習する。
復習課題の自由記入欄にて質問や感想を受付けて、チャット機能を使い、個別にフォローする．

評価方法と基準

毎回の講義で課す課題の合計点を30点、期末テストを70点として、合計100点中の60点以上を合格とする。

テキスト

冊子体のプリントを配布してテキストにかえる。

参考図書

『はじめての固体力学』（有光隆、講談社）【ISBN:978-4061557901】
『例題で学ぶはじめての塑性力学』（日本塑性加工学会編、コロナ社）【ISBN:978-4627667211】
『弾塑性力学の基礎』（吉田総仁著、共立出版）【ISBN:978-4320081147】　

科目の位置づけ（学習・教育目標との対応）

材料力学１および２で学んだ材料の変形問題について、より一般的な問題の取扱い方法を学ぶ。
「機械工学の幅広い専門知識」に対応する。

カリキュラムマップにおいては、「数学」「物理Ⅰ」「機械材料１・２」「材料力学１・２」の知識を前提としており、「塑性加工」などの加工系科目の基盤科目と位置付けられる。　

履修登録前の準備

材料力学の理解を前提として講義を進める。原則として材料力学１および２を理解している学生を対象とする。
また、講義では常微分、偏微分およびベクトル、行列の計算を用いる。これらの理解（または復習）を前提とする。　