材料力学入門

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材料力学の初心者向け入門講座です。機械装置は大きな力が作用すると、その部品が壊れたり変形してしまう可能性があります。これを防ぐには、部品に生じる応力 (抵抗力) 、ひずみ (形のゆがみ) 、変位 (移動量) などを計算して、それらを予め決めた値や使用材料ごとに決まる限界の値以下に抑えれば良いのです。  本講座では、これらの量の計算の仕方を学び、部品が壊れないようにするため、また変形し過ぎないようにするための対策などの基本的な技術を学びます。

  1. 材料力学とは?
    1. 何をするためのものなのか?
    2. どんな量を使って検討するのか? その単位は?
      1. 力と変位、モーメントと回転
      2. 応力とひずみ
      3. 量の単位について
  2. 応力とひずみ
    1. 作用力と発生応力・ひずみ (変形) の関係
    2. 応力 – ひずみ線図
    3. 材料の機械的性質とその意味~縦弾性係数 (ヤング率) 、引張強さ、耐力 (降伏応力) 、伸び、絞り
  3. 主な機械材料とその用途の紹介
    1. 金属材料
    2. プラスチック材 (複合材、CFRP)
    3. セラミックスなど
  4. 部品が壊れないための方法~応力と強度の対応関係
    1. 引張・圧縮破壊の防止
    2. せん断破壊の防止
    3. 曲げ破壊の防止
    4. ねじり破壊の防止
  5. 単純な形状の部材に発生する応力と変位、ばね定数
    1. 細くて長い部材
      • 梁 (はり)
    2. 平たい板
      • 面内変形
      • 面外変形
  6. 応力集中と破壊防止方法
    1. 応力集中とは
    2. 応力集中が発生する2つの原因
    3. 応力集中が発生しても壊れないための簡単な方法
  7. 信頼性確保のための安全率の決め方
    1. 決め方の基準 (法律や業界基準) がある場合
    2. 基準がない場合

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