材料工学｜シラバス情報

授業コード

510913

オムニバス

科目名

材料工学

科目名（英語）

Materials Science and Engineering

配当学年

2年

単位数

2単位

年度学期

2025年度春学期

曜日時限

水曜2限

対象学科

先_ロボ

コース

科目区分

専門科目

必選の別

選択科目

担当者

安原　鋭幸

教室

5-301、5-302

実務家教員担当授業

授業の目的と進め方

CAEソフトウェアの発展により、構造体の変形・応力解析が手軽に行えるようになっているが、解析の条件設定や結果の理解を正しく行うには、基本となる材料の特性および力学モデルを理解する必要がある。すなわち、ものづくりをする上で重要となる信頼性は適切な材料選択と力学モデルの解析によってもたらされる。本講義では修得した知識をもとに自ら強度設計・剛性設計を行うことができるようになることを目的とする。

達成目標１

身のまわりにある金属、無機、高分子材料の構造および特性を理解してそれぞれの相違点を説明することできる。【25%】

達成目標２

材料力学で学ぶ基礎知識、力・モーメント・応力・ひずみなどを説明できる。【25%】

達成目標３

曲げやねじりの力がかかった部材における応力や変形量を算出することができるようになる。【25%】

達成目標４

許容応力や安全率を用いて、設計ができるようになる。【25%】

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

鉄鋼材料の製造と特性

【予習】炭素鋼の種類と用途について調べておく。（1時間）
【復習】講義で紹介した鋼材の特徴を確認する。（1時間）。　

第２回

非鉄金属材料の製造と特性

【予習】軽金属材料の種類と用途について調べておく。（1時間）
【復習】講義で紹介した材料の特徴を確認する。（1時間）。

第３回

高分子材料の製造と特性

【予習】ポリプロピレンなどの高分子材料の種類と用途について調べておく（1時間）。
【復習】樹脂材料の物性値を復習する（1時間）。　

第４回

無機材料の製造と特性
複合材料の製造と特性

【予習】無機材料の種類と用途について調べておく。複合材料について調べておく。（1時間）
【復習】講義で紹介した材料の特徴を確認する。（1時間）。　

第５回

加工・成形法全般

【予習】金属材料の加工法、高分子材料の成形法、無機材料の成形法についてそれぞれ調べておく（1時間）
【復習】講義で紹介した成形法の特徴とそれによって材料に残る特徴を復習する。（1時間）。　

第６回

材料力学
①基礎知識I
力とモーメント、応力とひずみ

【予習】テキストの基礎知識のページを読んで演習問題を解く。（1時間）
【復習】授業終了後に配布する課題を解く。（1時間）

第７回

材料力学
②基礎知識II
応力-ひずみ曲線、弾性変形と塑性変形

【予習】塑性変形と弾性変形についてテキスト・参考図書を熟読して理解する。（1時間）
【復習】授業終了後に配布する課題を解く。（1時間）

第８回

材料力学
③熱応力

【予習】テキスト・参考図書の熱応力のページを熟読して演習問題を解く。（1時間）
【復習】授業終了後に配布する課題を解く。（1時間）

第９回

材料力学
④棒や板の変形

【予習】棒の軸方向に力がかかる場合についてテキスト・参考図書を調べておく。平等強さのはり、自重がかかる棒についても調べておく（1時間）
【復習】授業終了後に配布する課題を解く。（1時間）

第10回

材料力学
⑤軸のねじり
応力、ねじれ角

【予習】テキスト・参考図書の軸のねじれの章を熟読しておく。（1時間）
【復習】授業終了後に配布する課題を解く。（1時間）

第11回

材料力学
⑥はりの曲げ
せん断力と曲げモーメント

【予習】はりの曲げについてテキスト・参考図書を熟読して調べておく。（1時間）
【復習】授業終了後に配布する課題を解く。（1時間）

第12回

材料力学
⑦はりの曲げ
断面係数、断面二次モーメント、静定はりのたわみ

【予習】様々な断面について断面二次モーメントを求められるように積分を復習しておく。（1時間）
【復習】授業終了後に配布する課題を解く。（1時間）

第13回

材料力学
⑧はりの曲げ
不静定はりのたわみ　

【予習】支持方法の違いによるたわみの求め方をテキスト・参考書を熟読して理解しておく（1時間）
【復習】授業終了後に配布する課題を解く。（1時間）

第14回

材料力学
⑨複雑な応力
傾斜断面の応力、圧力を受ける薄肉構造物など

【予習】飲料缶などの薄肉円管にかかる応力の計算方法をテキスト・参考図書により理解しておく。（1時間）
【復習】授業中に行った演習課題を見直す。（1時間）

課題等に対するフィードバック

毎回講義終了後に課題を出題する。その解答を次週の冒頭に解説する。

評価方法と基準

各回の課題（50％）と試験の結果（50％）を総合的に判断して、60点以上を合格（C評価：60点）とする。

テキスト

宇津木諭『絵ときでわかる材料力学』オーム社【ISBN978-4-274-21582-7】　

参考図書

日本機械学会編『JSMEテキストシリーズ　材料力学』日本機械学会
【ISBN978-4-88898-158-3】

科目の位置づけ（学習・教育目標との対応）

ハード系・機械系において「ロボットデザイン」への橋渡しを担う講義である。
ロボット作製においては材料選択を行う知識が必要となり、また機械4力学の一つである材料力学は機械工学の基礎科目であり、信頼性の高いものづくりを行う上での必要な知識である。特に機械設計において、強度設計を行うためには必要不可欠である。

履修登録前の準備

微分積分を復習しておくこと。
「機械工学概論」を履修していることが望ましい。