わかる基礎入門 ゼロからわかる材料力学
- 小峯龍男 著
 - 定価
 - 2,508円(本体2,280円+税10%)
 - 発売日
 - 2016.4.13 2016.4.26
 - 判型
 - A5
 - 頁数
 - 288ページ
 - ISBN
 - 978-4-7741-8068-7 978-4-7741-8151-6
 
サポート情報
概要
材料力学は、安全なものつくりに不可欠な分野です。本書は、特別な工学予備知識を必要せず、難なく読んでいける入門書です。基本的な考え方を理解しやすいように、一つの重要テーマにつき、2~4ページで読み切れるようにし、平易な文章で簡潔にまとめています。さらに、部材内部の見えない力の解説では、奥行のある立体的なイラストを多数使って、初学者にもイメージしやすいように解説しています。
高校生にも理解できるように、微積分は使わずに、公式の変形から導きだす過程をステップごとに詳しく解説し、じっくり読んで理解できるようにしてあります。
計算だけでなく、問題解決に図を利用する方法も解説しています。慣れてしまうととても便利な方法です。
こんな方にオススメ
- はじめて材料力学を学ぶ人
 - 数学が苦手でも材料力学を理解しい人
 - 材料力学の基礎を学びたい人
 
目次
- はじめに
 
1章 材料力学のはじめに
1-1 力
- 外力
 - 荷重
 - 内力
 - 内力どうしは作用・反作用
 
1-2 力の表し方と単位
- 力の図示方法
 - 力の単位
 - 重力と力(10 Nの重さを感じる)
 - 1 kgの力?
 
1-3 軸荷重とせん断荷重
- 軸荷重と軸力
 - せん断荷重とせん断力
 - 身近なせん断荷重
 
1-4 曲げ荷重とねじり荷重
- 曲げ荷重と軸荷重
 - 曲げ荷重とせん断荷重
 - ねじり荷重とせん断荷重
 
1-5 静荷重と動荷重
- 静荷重
 - 動荷重と衝撃荷重
 - 繰返し荷重
 
1-6 集中荷重と分布荷重
- 集中荷重
 - 移動荷重
 - 分布荷重
 - 材料自体も荷重になる
 
1-7 応力
- 応力
 - 垂直応力
 - せん断応力
 - 応力の単位
 
1-8 ひずみ
- 軸荷重と変形の方向
 - 縦ひずみと横ひずみ
 - せん断ひずみ
 - ひずみの表し方
 
1-9 radと三角関数
- rad(弧度法)
 - 三角関数
 - 三角関数の値
 
1-10 応力とひずみ
- 試験片の変形
 - 応力-ひずみ線図
 
1-11 弾性変形と塑性変形
- 材料の変形も必要
 - 弾性変形
 - 塑性変形
 
1-12 クリープと疲労
- クリープ
 - クリープ試験の世界記録
 - 疲労
 
1-13 中空材と中実材
- 荷重と応力
 - 中空でも強い理由
 - いろいろな断面形状
 
1-14 モーメントとトルク
- 力のモーメント
 - いろいろなモーメント
 - トルク
 
1-15 柱と骨組構造
- 柱と座屈
 - ラーメン構造
 - トラス構造
 
1-16 SI単位
- SI基本単位とSI組立単位
 - 固有の名称をもつSI組立単位
 - SI接頭語
 
2章 応力とひずみ
2-1 軸荷重と応力
- 応力の計算式
 - 円の面積は直径で表す
 
2-2 縦弾性係数
- 縦弾性係数
 - 荷重と変形量
 
2-3 引張荷重を受ける丸棒の問題
- 引張荷重を受ける段付き丸棒の問題
 
2-4 圧縮荷重を受ける2つの材料の問題
- 圧縮荷重を受ける丸棒とパイプ
 
2-5 軸荷重の組み合わせ問題
- 圧縮荷重を受ける円筒の組み合わせ材
 - ねじの増し締め
 
2-6 横ひずみとポアソン比
- 横ひずみ
 - ポアソン比
 
2-7 横弾性係数
- 横弾性係数
 - 弾性係数とポアソン比の関係
 
2-8 安全率
- 安全な応力の考え方
 - 安全率
 
2-9 リベットとキーのせん断応力
- リベットに発生する応力
 - 平行キーに発生する応力
 
2-10 ピンと打ち抜き加工の問題
- 引張荷重を受けるピン部品
 - 打ち抜き加工のポンチ
 
2-11 応力集中
- 応力集中
 - 形状係数
 - 形状係数の例
 
2-12 応力集中の問題
- 繰返し荷重を受ける穴あき帯板の厚さ
 - 段付きのある帯板の丸み
 
2-13 熱ひずみと熱応力
- 線膨張係数
 - 熱ひずみ
 - 熱応力
 
2-14 熱による伸縮と熱応力の問題
- 鉄道用レールの伸縮
 - 伸縮する軸の応力
 
2-15 熱を受ける組み合わせ部材の問題
- 2つの材質を組み合わせた部材の熱変形
 
2-16 薄肉円筒容器と球体容器
- フープ応力
 - 軸方向の応力
 - 球体容器の応力
 
2-17 焼ばめと冷やしばめ
- 焼ばめ
 - 冷やしばめ
 - 練習問題
 - 解答例
 
3章 はりと線図
3-1 はりの種類と表し方
- 基本的なはり
 - 支点の表し方
 - 静定はり
 
3-2 はりの解き方
- 両端支持はりの例
 - 支点反力
 - せん断力
 - 曲げモーメント
 
3-3 支点反力
- 両端支持はりの支点反力
 - はりの静止条件
 - 支点反力の計算の方法
 
3-4 支点反力を求める
- 複数の荷重を受ける両端支持はりの支点反力
 - 支点反力の計算
 
3-5 せん断力
- 集中荷重を受ける両端支持はりの例
 - せん断力の大きさと向き
 - せん断力の符号
 
3-6 せん断力を求める
3-7 せん断力図
- せん断力図の例
 - 左端を固定した片持ちはり
 - 張出しはりのせん断力図
 
3-8 曲げモーメント
- 集中荷重を受ける両端支持はりの例
 - 曲げモーメントを求める
 - 曲げモーメントの符号
 
3-9 曲げモーメント図
- 集中荷重1つの両端支持はり
 - 曲げモーメントの計算
 - 曲げモーメントの符号と単位
 
3-10 両端支持はりのS.F.D.とB.M.D.
- 複数の集中荷重を受ける両端支持はり
 - 曲げモーメントを求め、B.M.D.を描く
 - 曲げモーメントを直接求めてB.M.D.を描く
 
3-11 片持ちはりのS.F.D.とB.M.D.
- 曲げモーメントの符号
 - 集中荷重1つの片持ちはり
 - 複数の集中荷重を受ける片持ちはり
 
3-12 等分布荷重を受ける両端支持はり(1)
- 支点反力
 - せん断力
 - 曲げモーメント
 - S.F.D.とB.M.D.
 
3-13 等分布荷重を受ける両端支持はり(2)
- 支点反力
 - せん断力
 - 曲げモーメント
 - S.F.D.とB.M.D.
 
3-14 等分布荷重を受ける両端支持はりの例
3-15 等分布荷重を受ける片持ちはり(1)
- 等分布荷重を全長に受ける片持ちはり
 - 左端を固定端した片持ちはり
 
3-16 等分布荷重を受ける片持ちはり(2)
- 等分布荷重を一部分に受ける片持ちはり
 
3-17 組み合わせ荷重を受ける両端支持はり(1)
- 集中荷重を受けるはり
 - 等分布荷重を受けるはり
 
3-18 組み合わせ荷重を受ける両端支持はり(2)
- 支点反力とせん断力図
 - 曲げモーメント図
 
3-19 組み合わせ荷重を受ける片持ちはり
- 等分布荷重と集中荷重を受ける片持ちはり
 - 等分布荷重を受けるはり
 - 集中荷重を受けるはり
 - S.F.D.とB.M.D. 157
 
3-20 S.F.D.とB.M.D.の関係
- B.M.D.の高さはS.F.D.の面積
 
3-21 張出しはりの例
- 練習問題
 - 解答例
 
4章 はりの強さと変形
4-1 はりの強さと変形
- はりの変形と曲げ応力
 - はりの断面形状
 - はりの変形
 
4-2 曲げ応力
- 中立面
 - ひずみと曲げ応力
 - 曲げ応力の大きさ
 
4-3 断面二次モーメントと断面係数
- 断面二次モーメントと曲げ剛性
 - 断面係数
 
4-4 断面に関する係数の計算式
- 断面二次モーメントと断面係数の例
 - 断面二次モーメントの加減算
 - 断面二次モーメントと断面係数の関係
 
4-5 断面係数の計算
- 断面係数を求める
 
4-6 曲げ応力の計算
- 曲げ応力の算出法
 
4-7 断面寸法の計算
4-8 たわみ
- はりのたわみ
 - たわみの算出式
 
4-9 たわみの計算
4-10 平等強さの片持ちはり
- 危険断面と平等強さのはり
 - 幅が一定で厚さの変化するはり
 - 厚さが一定で幅の変化するはり
 
4-11 平等強さの片持ちはりの計算
4-12 平等強さの両端支持はり
- 192 両端支持はりと片持ちはり
 - 平等強さの両端支持はり
 - 練習問題
 - 解答例
 
5章 軸とねじり
5-1 ねじりモーメント、ひずみ、応力
- ねじりモーメントとトルク
 - せん断ひずみ
 - ねじり応力
 
5-2 軸の変形の例題
5-3 断面二次極モーメントと極断面係数
- ねじりモーメントとねじり応力の関係
 - 断面二次極モーメントと極断面係数の値
 
5-4 ねじりモーメントと軸径
- 軸径を計算する基本式
 
5-5 伝動軸
- 仕事、動力、トルク
 - 馬力という単位
 
5-6 伝動軸の軸径
- 中実円形軸の軸径
 - 中空円形軸の軸径
 
5-7 伝動軸のねじれ
- 中実円形軸の動力とねじれ
 - 練習問題
 - 解答例
 
6章 柱
6-1 柱
- 圧縮と座屈
 - 断面二次半径
 - 細長比と端末係数
 
6-2 オイラーの理論式
- 長柱
 - オイラーの理論式
 
6-3 ランキンの式
- 長柱と中間柱を決定する
 - ランキンの式
 
6-4 柱の座屈計算
- 柱の基本的な計算手順
 - 式の選定と座屈計算の例題
 
6-5 中空円形の柱
- 柱の強さは断面二次半径で決まる
 - 中実円形と中空円形の断面二次半径
 - 中実円柱と中空円柱の例題
 - 練習問題
 - 解答例
 
7章 トラス
7-1 骨組構造
- 節点
 - トラス
 - ラーメン
 - 平面骨組と立体骨組
 
7-2 力の作図法
- 力の合成と分解
 - 力のつり合い
 - Bowの記号法
 
7-3 静定トラス
- 静定トラス
 - 節点の力のつり合いだけを考える
 - 引張材と圧縮材
 
7-4 クレモナの解法
- (1)領域名を決める
 - (2)支点反力を求める
 - (3)力に名前を付ける
 - (4)未知の軸力が2つの節点で閉じた多角形をつくる
 - (5)引張材と圧縮材を判定する
 - (6)示力図をつくる
 
7-5 部材3本のトラスの解法
7-6 作用・反作用とトラスの解法
- (1)力のつり合いは未知の力が2つの節点から
 - (2)作用・反作用から未知の力を求める
 - (3)軸力ゼロのゼロ部材
 
7-7 トラスの形と荷重条件
7-8 作図だけでトラスを解く
- 集中荷重1つの例
 
7-9 複数の荷重を作図だけで解く
- 練習問題
 - 解答例
 
8章 組み合わせ応力
8-1 主応力と主せん断応力
- 単軸荷重の傾斜断面に生まれる応力
 - 主応力と主せん断応力
 
8-2 応力成分
- 直交座標と平面座標
 - 物体に考える応力成分
 - 平面応力の計算式
 
8-3 平面応力
- 平面に生じる応力成分
 - 主応力面と主せん断応力面
 - 直交する軸荷重だけを受ける材料
 
8-4 軸荷重とせん断荷重を受ける材料
8-5 モールの応力円
8-6 応力の計算式とモールの応力円
- 主応力と主応力面の作図
 - 主せん断応力と主せん断応力面の作図
 
8-7 単軸荷重を受けるモールの応力円
- 8-1の例題をモールの応力円で解く
 
8-8 負のせん断応力
- せん断応力の符号
 - 直交する引張荷重とせん断荷重を受ける材料
 - 練習問題
 - 解答例
 
- 終わりに
 - (付録1)一般構造用圧延鋼材の機械的性質
 - (付録2)機械構造用炭素鋼鋼材の機械的性質
 - (付録3)鉄鋼の許容応力[MPa]
 - (付録4)機械構造用炭素鋼鋼材の疲労強度
 - 基本的な公式
 - クレモナの解法の特別な場合
 - 索引