マンガでわかる材料力学

詳細目次

プロローグ 部室だって、ルームシェア！？　　　
第１章 変形する物体の力学
１ 物体に加わる力を考える
・ベクトルを使いこなそう（荷重）
・反対から働く力（反力）
・しっかり支えてね（支点）
・1N と1kg f の大きさ
・くるくる回転しそう（モーメント）
・シーソーを思い出して（モーメントの基本）
２ 物体の力のつり合いを考える
・自分で書いてみよう（自由体図）
・アレもコレも、つり合っている！（力とモーメントのつり合い式）
・３次元問題と自由度
３ 棒部材が受ける力
・消しゴムでイメージしよう（力と変形）
・押されてます（圧縮力）
・引張られてます（引張り力）
・曲がります（曲げモーメントとせん断力）
・ねじれてます（ねじりモーメント）
４ 物体は力を受けると変形する
・静定問題と不静定問題
・微小変形と有限変形
◆ 計算の詳細（不静定問題）
第２章　応力
１ 物体の中にも力が働いている
・仮想の包丁でスパッと！（内力と仮想断面）
２ 内力をどのように表すか
・応力ってなんだろう？（応力）
・向きに気をつけて（引張り応力と圧縮応力）
・断面に沿ってずらす応力（せん断応力）
３ 応力はどのように生じているか
・応力ベクトルを分解（垂直応力とせん断応力）
・モールの応力円
４ 応力は面全体で一様ではなく、位置により変化する
・面積で割るだけじゃダメ！？（応力の求め方）
・Δ（デルタ）を用いた応力の表し方
第３章 ひずみと変形
１ 変形の度合いをどう表すか
・ひずみってなんだろう？（ひずみ）
・引張りや圧縮のときの、長さと直径は？（垂直ひずみ）
・形のゆがみを表す（せん断ひずみ）
２ ひずみから変形を知る
・ねじり変形とせん断ひずみの関係
・曲げ変形と垂直ひずみの関係
第４章 材料の強さと力学的性質
１ 力と変形は比例する
・壊れないモノづくりのために（材料の力学的性質）
・応力とひずみは、比例する！（フックの法則）
・垂直応力と垂直ひずみの関係（ヤング率）
・せん断応力とせん断ひずみの関係（せん断弾性率）
・材料特性の測り方
２ 材料の支える力には限界がある
・限界なのです（破断）
・元に戻れる？ 戻れない？（弾性域と塑性域）
・設計の基準となるもの（降伏と強度）
３ 粘り強い材料ともろい材料
・粘り強い？ もろい？（延性材料と脆性材料）
第５章 応力の計算方法
１ 棒の引張り・圧縮問題を考える
・引張り荷重と垂直応力の関係、伸び量の計算
２ 棒のねじり問題を考える
・ねじりモーメントとせん断応力の関係、ねじれ角の計算
・rdrdθって、なんだろう？（微小面積の表し方）
３ 棒の曲げ問題を考える
・曲げモーメントと垂直応力の関係、曲率の計算
第６章 材料力学の応用
１ 構造物を壊れないようにつくるには
・壊れる前に、わかります（壊れないモノづくりの手順）
・正方形の断面をもつ棒の応力
・飛び乗ったり、暴れたり！？（衝撃力）
・ベンチの板の厚さの計算
２ 変形しにくさも大事
・剛性ってなんだろう？（剛性）
・工夫して強くなりました（座屈）
３ 構造物は、どの程度安全か？
・不確かさを考慮したい（安全率）
・事故を未然に防ぐために
エピローグ 　　
付録
◆ ギリシャ文字と読み方
◆ 国際単位系（ＳＩ）接頭語
◆ さまざまな断面の断面二次モーメントと断面係数
◆ 計算の詳細（不静定はり）
索引