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このページでは，担当授業の情報を掲載しています．必要に応じて，授業ノートを公開していきますので，日々の勉強に活用し
てください．

材料力学基礎及び演習

受講対象：1M
教　　室：葛飾キャンパス　講義棟
授業形態：講義・後期（演習：火曜日　５限，講義　木曜日　２限）
成績評価方法：演習問題（２０％）＋中間試験（３０％）＋到達度評価試験（５０％）
教科書：荒井、ステップ解法で学ぶ材料力学，技術評論社
授業の概要：
材料力学は，機械工学において最も重要かつ基本的な科目のうちのひとつです．機械設計における部品寸法や材質を決定する際にここで修得した内容が活用されるからです．
授業の目的：
本授業では，材料力学のうち基本的な内容を習得してもらいます．すなわち，複雑な形状の部品を棒やはりに置き換えて，これらに生じる応力や伸び，たわみの計算方法を学習します．また，簡単な構造物についても学習します．
授業の到達目標：
（１）応力とひずみを理解する．
（２）棒の静定問題と不静定問題を解けるようにする．
（３）はりのせん断力線図，曲げモーメント線図を作図できるようにする．
（４）はりの曲げ応力とたわみ曲線を計算できるようにする．
（５）はりの不静定問題を解けるようにする．
（６）棒のねじり問題を解けるようにする．
（７）曲げとねじりを同時に受ける問題を解けるようにする．
履修上の注意：
この授業では，高校の物理　力学ならびに微分積分を十分に理解している必要があります．前期にしっかりと復習しておいてください．
予習と復習：
You Tubeで授業を配信していますので，予習に活用してください．復習は，毎日，教科書の演習問題を解くようにしてください．
授業計画：
第１回　準備（教科書の第１章）
１－１　外力を受けて変形する物体について
１－２　外力の種類
１－３　支持の種類
１－４　自由体図
１－５　力のつり合いの式，モーメントのつり合いの式
第１回の演習
第２回　応力とひずみ（教科書の第２章）
２－１　仮想切断面と内力
２－２　応力
２－３　ひずみ
２－４　応力とひずみの関係
第２回の演習
第３回　棒の静定問題（教科書の第３章）
３－１　棒の静定問題のステップ解法
３－２　さまざまな棒の問題
第３回の演習
第４回　棒の不静定問題（教科書の第４章）
４－１　棒の不静定問題のステップ解法
４－２　熱応力問題のステップ解法
第４回の演習
第５回　実用的問題（教科書の第５章）
５－１　応力ーひずみ曲線
５－２　許容応力と安全率
５－３　部品の結合と締結
５－４　簡単な構造物
第５章の演習
第６回　はりのせん断力線図と曲げモーメント線図（教科書の第６章）
６－１　約束事
６－２　せん断力線図と曲げモーメント線図
・中間試験（第１回～第５回が出題範囲となります）
第７回　はりの曲げ応力，断面二次モーメント（教科書の第７章）
７－１　はりの変形
７－２　はりの曲げ応力
７－３　図心と断面二次モーメント
７－４　平行軸の定理
第７回の演習
第８回　はりのたわみ曲線（教科書の第８章）
８－１　はりのたわみの微分方程式
８－２　はりの静定問題のステップ解法
第８回の演習
第９回　重ね合せの原理によるはり問題の解法（教科書の第９章）
９－１　重ね合せの原理
９－２　はり問題の基本パターン
９－３　重ね合せの原理を利用したはり問題のステップ解法
９－４　はりの不静定問題のステップ解法
第９回の演習
第１０回　エネルギー法とその応用（教科書の第１０章）
１０－１　ひずみエネルギー
１０－２　カスチリアノの定理
１０－３　エネルギー解法によるはりの問題のステップ解法
第１０回の演習
第１１回　丸棒のねじり問題（教科書の第１１章）
１１－１　丸棒のねじり
１１－２　丸棒のねじりの静定問題・不静定問題のステップ解法
１１－３　エネルギー法によるねじり問題のステップ解法
第１１回の演習
第１２回　引張・曲げ・ねじりを同時に受けるはりの問題（教科書の第１２章）
１２－１　集中荷重を受ける曲がりはりの問題
１２－２　円弧はりのさまざまな問題
第１２回の演習
第１３回　一般的な応力成分（教科書の第１６章）
１３－１　応力成分について
１３－２　座標系と応力成分
第１４回　到達度評価試験（試験範囲は第５回から第１２回まで）
*材料力学の新企画：「本物の機械を見に行こう！」
１回目：２０１９年１２月２６日（木）１３：００－１７：３０
場所：電気の史料館＋東京電力（株）経営技術戦略研究所
出席者数：３３名
「２０１９年度からM科材料力学基礎及び演習の授業の終わりに本物の機械をみんなで
見に行こう！という企画のもと，希望者が集まって見学会を開催しました．研究所の内
容はちょっと難しかったけれど，電気の史料館においてある機械を見て，皆さん，本当
に楽しそうでしたね！参加者の皆さん．お疲れさまでした．今後の学習にお役立てくだ
さい．来年も企画します！（荒井，伊藤）なお，電気の史料館は現在閉館中ですので
ご注意ください．今回は東京電力様のご厚意により同史料館を見学させて頂きありが
とうございました．」
東京電力の社員の方からのイントロ　　　　　　　　　　　これから史料館の見学です．
研究所の施設見学　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　研究所エントランスで記念撮影です．
コロナでその後，開催できていません．すみません．（荒井）

機械工学通論B　特別授業　ペーパービームコンテスト

受講対象：１M
教　　　室：葛飾キャンパス　講義棟
授業形態：講義・後期（土曜日）
授業目的：この授業では，材料力学基礎及び演習におけるはりの学びを深めるために，A4サイズ１枚から史上最強のはりを設計，作製することを目的としてい
ます．この授業を通じて，材料力学のみならずものつくりの基礎を理解してもらいます．授業の最後にコンテストを行い，１，２，３位には表彰状と豪華な賞品
が贈られます．お楽しみに．
１）２０１５年１１月２８日に実施したペーパービームコンテストの様子をご報告します　⇢こちら
2)2016年11月26日に実施したペーパービームコンテストの様子を報告します．
→
こちら
3)2017年11月25日に実施したペー
パービームコンテストの様子を報告します．
→
こちら

4)2018年11月3日に実施したペー
パービームコンテストの様子を報告します．
→
こちら

5)2019年11月30日に実施したペー
パービームコンテストの様子を報告します．
→
こちら
６）2021年12月4日に実施したペーパービームコンテストの様子はYou Tubeでご覧ください．
7) 2022年12月3日に実施したペーパービームコンテストの様子はYou Tubeでご覧ください．
8)2023年12月2日に実施したペーパービームコンテストの様子はYou Tubeでご覧ください．

弾性力学

受講対象：2M
教　　室：葛飾キャンパス　講義棟
授業形態：講義・後期（月曜　2限）
成績評価方法：レポートにより評価します．
教科書：荒井、基礎から学ぶ弾性力学、森北出版
授業の到達目標：
材料力学では，構造物を構成している部品を棒やはりに置き換えて，それらに生じる応力や伸び・たわみを計算してきました．これに対して弾性力学では，複
雑な形状をもつ部品において応力がどのように変化するのか詳細に計算します．この授業では，(1)弾性力学の基礎式を理解すること，(2)機械設計上重要
な問題を取り上げ，これらの問題が弾性力学によりどのように解かれるのか理解することを目標とします．
授業計画：
第１回　教科書　P10～11，P15～17.
１－１　授業について，教科書の紹介，成績評価について
１－２　指標と表記の簡略化
１－３　微分演算子
レポート
第２回　教科書　P11～14，P1～8.
２－１　ベクトル
２－２　テンソル
２－３　弾性力学による材料力学の問題の解法
レポート
第３回　教科書　P18～25.
３－１　応力成分
３－２　ひずみ成分
３－３　応力成分とひずみ成分の座標変換
レポート
第４回　教科書　P27～35.
４－１　重ね合せの原理
４－２　一般化されたフックの法則
４－３　二次元平面問題に対するフックの法則
レポート
第５回　教科書　P37～41.
５－１　主応力
５－２　最大せん断ひずみ
５－３　ひずみゲージによる応力測定法
レポート
第６回　教科書　P42～46.
６－１　応力の平衡方程式
６－２　ひずみの適合条件
６－３　変位の微分方程式
レポート
第７回　教科書　P46～51.
６－４　境界条件
６－５　サンブナンの原理
弾性力学の解法のまとめ
レポート
第８回　教科書　P53～55.
７－１　応力関数による解法
７－２　基本的な応力関数
レポート
第９回　教科書　P55～61，P75～77.
７－３－２　曲げモーメントを受けるはりの問題
８－３　集中荷重解による任意分布荷重を受ける半無限体の解法
レポート
第10回　教科書　P79～84.
９－１　軸対称問題でのひずみ成分と応力成分
９－２　軸対称問題でのフックの法則
９－３　軸対称問題での応力の平衡方程式
９－４　変位の微分方程式
レポート
第11回　教科書　P85～91.
１０－１　中実円板
１０－２　中空円板
・応用例の紹介
①レーザー加熱問題
②焼き嵌め問題
③介在物の周辺に生じる応力分布
レポート
第12回　教科書　P109～112＋オリジナルな授業
応力集中について講義します．
（１）力線と応力分布
（２）応力集中係数
（３）だ円孔の応力集中問題
（４）様々な応力集中問題
レポート
第１３回　教科書　P152～163＋オリジナルな授業
１６－１　ねじりの基礎式
１６－３－３　だ円形断面の問題
１６－２　プラントルによる薄板相似法
レポート
第１４回　光で応力分布を理解するー実験授業ー
１４－１　光弾性の理論
１４－２　実験授業
第１５回　予備日

塑性力学

受講対象：3M
教　　室：講義棟
授業形態：講義・前期（水曜１限）
成績評価方法：レポートにより評価します．
教科書：荒井、基礎から学ぶ弾塑性力学、森北出版
授業の到達目標：
塑性力学では、降伏応力を超えるような大きな変形を受けた機械・構造物が示す振る舞いを学習する．本授業を受講することで、最新の機械設計、材料の開
発、塑性加工法の基礎を理解できる。
授業計画：
第1回　塑性力学のガイダンス
1－1　授業について、教科書の紹介、成績評価について
1－2 弾性力学から塑性力学へ
1－３　応力とひずみについて
第2回　単純応力下での降伏ー棒の静定問題・不静定問題ー
2－1　棒の静定問題
2－2　棒の不静定問題
第3回　単純応力下での降伏ーはりの曲げ問題ー
3－1　材料力学の復習
3－2　はりの曲げ問題
3－3　極限解析法について
第4回　組合せ応力下での降伏ー主応力と主せん断応力ー
4－1　応力成分
4－2　応力成分の座標変換式
4ー3 主応力
4ー4　主せん断応力
4ー5　三次元応力状態への拡張
第5回　組合せ応力下での降伏ートレスカの降伏条件とミーゼスの降伏条件ー
5－1　トレスカの降伏条件
5ー2 ミーゼスの降伏条件
第6回　組合せ応力下での降伏ー降伏曲面ー
6－1　平面応力問題の降伏曲面
6ー2 等方硬化則と移動硬化則
第7回　組合せ応力下での降伏ー引張りとねじりを受ける薄肉円筒問題ー
7－1　引張りを受ける問題
7－2　ねじりを受ける問題
7ー3　引張りとねじりを受ける問題
第8回　応力とひずみの関係
8－1　一般化されたフックの法則
8－2　塑性の物理的諸性質
第9回　相当応力と相当塑性ひずみ
9－1　相当応力
9－2　相当塑性ひずみ
9－3　偏差応力と偏差ひずみ
第10回　ひずみ増分理論
10－1　プラントル・ルイスの方程式
10－2　レヴィー・ミーゼスの方程式
10－3　応用例
第11回　全ひずみ理論
11－1　ヘンキーの方程式
11－2　比例係数の決定
11－3　応用例
第12回　クリープ問題ークリープ現象ー
12－1　クリープとは
12－2　クリープの構成方程式
第13回　クリープ問題ーはりの曲げ問題ー
13－1　はりの曲げ問題
第14回　授業の総括
第15回　予備日

損傷制御工学特論
Advanced Damage Control Engineering

受講対象：大学院
教　　室：講義棟
授業形態：講義・前期（月曜3限）
教科書：特に指定しません．
成績評価方法：レポートにより評価します．
Description:
In
Japan, many infrastructures were fabricated for the period of the
high-growth of economy between 1960 and 1970, and those structures
reach a mature stage, recently. Thus, it is required that those aged
structures continue to be utilized properly over the life assumed in
the design. In this lecture, the design concept of those structures is
explained based upon the strength of materials Sequentially, some
problems, that should be clear, is pointed out, and it will be
explained how those difficulties are overcome under the latest
knowledge of damage mechanics and fracture mechanics.
Objectives:
This
lecture aims to understand plasticity, fracture mechanics, damage
mechanics and non-destructive technique for plant maintenance. You can
obtain the latest design technology and an existing plant maintenance
technology though this lecture. This course was set to realize
"acquisition of advanced expertise and research ability" in diploma
policy of master course.
Outcomes:
The purpose of this lecture is as follows:
(1) To understand the concept of safety factor in mechanical design.
(2) To be able to calculate fatigue damage and fatigue life.
(3)
Fracture mechanics: To be able to calculate the stress intensity factor
under arbitrary stress field by the principle of superposition. To be
able to calculate the energy release rate by the compliance method. To
be able to calculate fatigue crack growth by Paris law.
(4) To understand the life management methods of mechanical structures.
The achievement is confirmed by a report.
授業の到達目標：
本講義の到達目標は以下の通りである．
1）機械設計における安全係数の考え方について理解する．
2）疲労損傷と疲労寿命を計算できるようにする．
3）破壊力学:重ね合せの原理により任意応力場下での応力拡大係数を計算できるようにする．エネルギー解放率をコンプライアンス法により計算できるようにする．パリス則による疲労き裂進展を計算できるようにする．
4）機械構造物の寿命管理方法について理解する．
以上の到達度合をレポートにより確認する．
授業計画：
第1回　機械構造物で発生した重大な事故ー機械工学者の教訓ー
1: Serious accidents occurring in mechanical structures - Lessons for mechanical engineers
第2回　機械設計における安全裕度と安全係数．そして機械（モノ）の寿命．
2: Safety margin and safety factor in mechanical design. And, life of machines (as objects).
第3回　疲労損傷について．そのメカニズムの複雑さ．
3: Fatigue damage. The complexity of its mechanism.
第4回　クリープ損傷について．疲労とともに機械の寿命を決定する．
4. Creep damage. It determines the life of a machine as well as fatigue damage.
第5回　破壊力学の概要 ―1－
5-1 破壊プロセスをエネルギー原理に基づいて理解する
5-2 エネルギー解放率とJ積分
5. Fracture mechanics -1-
5-1 Fracture process and energy principle
5-2 Energy release rate and J integral
第6回　破壊力学の概要ー2－
6-1 破壊プロセスを応力場に基づいて理解する
6-2 応力拡大係数
6-3 応力拡大係数とエネルギー解放率の関係
6. Fracture mechanics -2-
6-1 Stress field ahead of crack tip
6-2 Stress intensity factor
6-3 Relationship between stress intensity factor and energy release rate
第7回　破壊力学の概要ー3－
7-1 重ね合わせの原理
7-2 集中荷重対に対する応力拡大係数
7-3 任意負荷を受ける応力拡大係数の計算方法
7. Fracture mechanics -3-
7-1 Principle of superposition
7-2 Stress intensity factor of a pair of concentrated load
7-3 Calculation of stress
intensity factor for cracked plate subjected to arbitrary loading
第8回　破壊力学の概要ー4－
8-1 破壊進展駆動力とニュートンの法則
8-2 疲労き裂進展に対する破壊力学の適用
8. Fracture mechanics -4-
8-1 Driving force of crack propagation
8-2 Application to fatigue crack
第9回　破壊力学の概要ー5ー 疲労き裂進展の制御方法
9. Fracture mechanics -5- Method for controlling fatigue crack growth
第10回　機械・構造物のメンテナンス
10-1 長年使ってきた機械・構造物を維持し，管理する方法
10-2 現場での具体例
10-3 もし損傷が見つかったら？非破壊検査手法の紹介
10-4 補修技術
10. Maintenance of aged Structures
10-1 Maintenance techniques for aged structure
10-2 Application
10-3 If you detect the damages in the components...... Introduction of NDE
10-4 Repairing techniques
第11回　フェールセーフ　安全設計について
11. Fail safe: safety design
第12回　自然災害と共存するには?(1)
12-1 構造物の耐震設計
12-2 構造物の時刻歴応答解析
12-3 防振する技術
12. To coexist with natural disaster?
12-1 Design for the earthquake
12-2 Time response analysis for the earthquake
12-3 Protection technology against vibration
第13回　自然災害と共存するには? (2)
13-1 津波の力学ー非線形波動力学ー
13-2 津波に対する設計基準について
13. To coexist with natural disaster?
13-1 Tsunami mechanics - nonlinear wave mechanics -
13-2 Design rule for the tsunami disaster
第14回　授業の総括
14. Summary of this lecture.
第15回　授業の予備日