カリキュラム詳細
eラーニング教材のカリキュラム一覧となります。第0回から第9回で構成されており、強度設計の基礎を身につけることができる構成となっております。
第１回 製品開発における強さの問題
効率よく学習を進めていくために講座の全体像をつかむ
〈内容紹介〉
- 製品開発で起こる様々なトラブル、その例を確認し強度設計の必要性を知る
- 製品開発で起こる様々なトラブルを「材料力学による計算」によって解決していく
- 一般的な設計プロセスを理解、それぞれのプロセスで考慮すべきポイントとは
- 材料力学で考慮すべき5つの変形について、その特徴を理解する
- 材料力学を学ぶ上で重要な前提条件「構造物」とは
- 材料をたくさん使って頑丈にした場合の落とし穴とは？動的特性について考える
- 製品の軽量化は、材料費のコスト削減以上の効果がある
- 設計者は要求する製品特徴のバランスを考えることが大切
第2回 前提知識
材料力学を学ぶ前に理解すべき前提知識である、力学知識、数学知識、形状知識を理解する
〈内容紹介〉
- 実務でミスの多い単位系（KgrやNなど）について
- モーメントの正しいイメージと求め方
- 力は、合力・分力に分解して考える
- ニュートンの3つの法則「慣性の法則」「運動の法則」「作用反作用の法則」について
- 仕事と仕事率の求め方（直線運動・回転運動それぞれの求め方）
- 材料力学を学ぶ上でかかせない「三角関数」について
- 4つの形状（点・線・平面・立体）の基本概念
- 「断面1次モーメント」とは？意味と使用方法について
- 「断面2次モーメント」とは？意味と使用方法について
- 断面2次モーメントと断面2次極モーメントの違いを理解
第3回 材料力学の基本概念
力と変形の関係を大きなマクロレベルと非常に小さなミクロレベルで理解する
〈内容紹介〉
- 「5つの力」と形の変形について
- フックの法則-力と変形量の関係について
- 応力を理解-内力は同じでも「つらさ」は違う
- 応力を理解-切断する面によって応力は違う
- 応力を理解-物体を切断して中身を確認（引張・圧縮・せん断）
- 引張応力、圧縮応力、せん断応力の内力・応力の求め方
- 材料の伸びやすさを表すポアソン比
- 応力とひずみの関係を作る「ヤング率」とは
- 応力が弾性域に止まるよう設計する「弾性設計」
- 延生材料と脆性材料の性質・利用方法の違いとは
- 平均応力と公称応力の違いとは
- 「応力集中」を低減するための回避方法例を紹介
- 許容応力と安全率の決め方について
第4回 材料の基本変形その1 引張・圧縮・せん断
引張・圧縮・せん断の問題解決能力を身につける
〈内容紹介〉
- 【演習問題と具体的解説：基本編】応力を求める
- 実際の構造物を例に、釣り合い応力を求め強度の判定を行う。
- 応力計算に出てくる用語（シグマ、ヤング率、イプシロン・・など）を理解
- 切断の仕方を変えると発生する、せん断応力とは
- 【演習問題と具体的解説：応用編】板とネジの場合
- 板の引張強度とネジのせん断強度を求めて許容応力と比較する
- 【演習問題と具体的解説：応用編】歯車とキーの場合
- キーのせん断応力を求めてせん断許容応力と比較する
- キーの圧縮応力を求めて許容応力と比較する
第5回 材料の基本変形その2 ねじり
ねじりの問題解決を理解し、「軸類の部品」設計で役立てる
〈内容紹介〉
- ねじりの問題解決は、引張りやせん断と同じ流れ
- ねじりのイメージ（モーメント）を確認する
- 軸の寸法を見直すことで許容応力以下に設計できる
- 「中実軸」と「中空軸」それぞれの応力の求め方について
- ねじりの応力を求めるために必要な「極断面係数」とは？
- ねじりによる変形量の求め方
- 【演習問題と具体的解説：基本編】自動車の電動軸（中空軸）の場合
- 【演習問題と具体的解説：応用編】自動車の電動軸（中実軸）の場合
- ねじり軸の設計ポイントとは
- 【演習問題と具体的解説：基本編】軸の強度と剛性を確認する
- 【演習問題と具体的解説：応用編】2段軸の強度と剛性を確認する
第6回 材料の基本変形その3 曲げ
曲げによる応力が発生する仕組みを理解し、曲げに強い構造物を設計する
〈内容紹介〉
- 曲げは「引張」と「圧縮」が同時に発生する
- 問題解決しやすいように、部品を簡略化されたモデル図にする
- モデル図について（荷重、支持、集中荷重、分布荷重、集中モーメント）
- 「せん断力図」と「曲げモーメント図」を作成する
- 断面形状によって使用する公式（断面2次モーメント・断面係数含む）が違う
- 許容応力は、引張と圧縮の許容応力のうち、厳しい方の値で判断する
- 【演習問題と具体的解説：基本編】梁(はり)の応力とたわみ
- 応力の値は材料に関係なく決まる
- 【演習問題と具体的解説：応用編】車軸の曲げ応力
- 簡略化したモデル図と曲げモーメント図を作成する
- モーメントを下げるには、荷重の場所、支持の場所を変えることが重要
- 強度を保ち、コストメリット（軽くする）を出すには、断面形状を工夫する
第7回 応力一般理論と強度理論
実際は複雑な形状に引張や曲げなどの2種類以上の力が加わる。このような複雑な応力状態について理解する
〈内容紹介〉
- 複雑な応力を測定するために：小さなブロックを取り出して考える
- 複雑な応力を測定するために：せん断応力が最大になる角度を理解
- 複雑な応力を測定するために：垂直応力のみの「主応力」を理解
- 複雑な応力状態の中、どのように「降伏応力」「引張強さ」を求めるのか？
- 脆性材料と、延性材料では破壊形態が違う
- 強度理論①「最大主応力」を求めて、破壊条件を決める
- 強度理論②「最大主歪」を求めて、破壊条件を決める
- 強度理論③「最大せん断応力」を求めて、破壊条件を決める
- 強度理論④「せん断歪み」を求めて、破壊条件を決める
- すべての強度理論を考慮した応力条件であれば、その材料は破損を起こさない
- 【演習問題と具体的解説：応用編】ガスタンク：内圧を受けた時の「安全な壁厚」を求める
第8回 座屈
座屈が起こりやすい原因を理解し、安定性の高い設計を行う
〈内容紹介〉
- 柱の安定性の概念について
- 柱の安定性の計算方法と、安定性の高め方について
- オイラーの式を使って「座屈臨界荷重」を求める
- オイラーの式を使って「臨界応力」を求める
- 座屈の仕方は端部の支持条件によって大きく変わる
- 対象物の形状によって、オイラーの式かランキンの式を使い分ける
- 安全性を高める、座屈しにくい設計を行う「４つ」のポイントとは？
- 設計者は、重要やコスト、加工性などを考慮して合理的な設計判断を行う必要がある
第9回 疲労
繰り返し力がかかることで破壊が起こる「疲労破壊」について理解し、対策能力を身につける
〈内容紹介〉
- 「疲労破壊」では、ごく小さな力でも破壊が生じてしまう
- 機械の破壊などの多くの原因は「疲労破壊」である
- き裂→疲労→破断の流れを図で理解
- 材料の寿命は、応力振幅、平均応力で決まる
- 【演習問題と具体的解説：基本編】S-N曲線：グラフを作って、疲労限度を求める
- 疲労限度に最も影響を及ぼす要因について
- 疲労破壊に影響する「５つの形状的因子（表面粗さ、応力集中、腐食や欠陥、残留応力、サイズ）」を理解
- 疲労破壊に影響する「３つの荷重的因子（繰り返し回数、応力振幅、平均応力）」を理解
- 加工によって部品組織内に残る応力「残留応力」とは
- 残留応力は、上手く利用することで疲労強度を高めることができる
- 疲労に対する安全領域を求めることができる「疲労限度線図」とは
- 【演習問題と具体的解説：応用編】疲労限の設計
- 応力振幅が疲労限度以下にならない時の対応策
- 時間の経過とともに材料の変形が増大していく現象「クリープ」とは
理解が深まる設計用語
引張 圧縮 せん断 ねじり 曲げ 座屈 疲労 応力 モーメント ニュートンの法則 仕事 仕事率 三角関数 三平方の定理 図心 断面1次モーメント 断面2次モーメント 断面係数 断面2次極モーメント 断面極係数 工学単位系 SI単位系 トルク 外力 荷重 フックの法則 内力 応力 構造物 ポアソン比 歪 弾性限界 降伏 ネッキング現象 アンロード 比例限度 弾性域 塑性域 ヤング率 延性材料 脆性材料 引張強度 圧縮強度 公称応力 応力集中 サンブナンの原理 安全率 許容応力 せん断応力 曲げモーメント 座屈臨界荷重 疲労破壊 主応力 最大主応力 垂直応力 静荷重 動荷重 S-N曲線 応力振幅 疲労限界..など
※上記キーワードは、講座内で説明のある設計ワードの一部を抜き出しております。
受講者特典
| 特典タイトル | 種類 | 容量 | 効果 |
|---|---|---|---|
| 【特典1】 設計で使う材料がよく分かる！機械材料ハンドブック | 機械で使用される材料の種類、特性が理解できます。 | ||
| 【特典2】 会員様専用の メールマガジン講座 | 講座では触れなかった補足説明や視点を変えた説明でより理解が深まります。 | ||
| 【特典3】 サマリーテキスト | 受講内容の要点をまとめた資料です。 受講時：わからない内容を直ぐに戻って確認できる。演習問題の解答を書き込める。気づいた点をメモできる 受講後：復習に使える といったメリットがあります。 |
※上記の特典は、本講座受講者は受け取ることができます。
