科学技術と共に歩む

1.　応力とひずみ
1.1　垂直応力と垂直ひずみ 
〔1〕垂直応力 /〔2〕垂直ひずみ
1.2　せん断応力とせん断ひずみ 
〔1〕せん断応力 /〔2〕せん断ひずみ
1.3　応力とひずみの関係 
〔1〕垂直ひずみと垂直応力の関係 /〔2〕代表的な材料定数 /
〔3〕せん断応力とせん断ひずみの関係 /〔4〕変形量の計算
材料力学は微小変形だけを扱う？ 
1.4　応力 ― ひずみ線図 
〔1〕材料強度の試験 /〔2〕応力 ― ひずみ線図
〔3〕弾性変形，降伏応力 /〔4〕塑性領域，加工硬化，くびれ
弾性ひずみと塑性ひずみの違いは？ 
1.5　さまざまな応力 ― ひずみ曲線 
〔1〕0.2％耐力 /〔2〕延性材料と脆性材料
降伏応力は理論的に予測できる？
1.6　応力とひずみの測定法 
〔1〕ひずみゲージ /〔2〕光弾性法
塑性ひずみ＝転位の発生と移動 
1.7　安全率と許容応力 
〔1〕許容応力 /〔2〕基準強さと安全率
クリープひずみ
1.8　疲労に対する基準強さ 
〔1〕疲労 /〔2〕S ― N線図と疲労限
1.9　疲労はなぜ起きるのか 
〔1〕材料の不均質性 /〔2〕応力集中  
〔3〕疲労の原因は応力集中骨と金属の違い
1章のまとめ 
演習問題 

2.　引張りを受ける棒
2.1　重ね合わせの原理 
2.2　棒の引張りと圧縮 
2.3　異なる材料を組み合わせた棒 
〔1〕複合材料の単純なモデル /〔2〕各部の応力，ひずみ，および伸びの計算 
複合材料
2.4　骨組み構造 ①：静定問題 
〔1〕2本の棒でできた骨組み構造の問題 /〔2〕解法：力のつり合いを考える 
2.5　骨組み構造 ②：不静定問題 
〔1〕3本の棒が1点でピン結合されている問題 /〔2〕解法：つり合いと変位の条件を考える 
2.6　熱応力 
〔1〕熱ひずみと熱応力 35 /〔2〕熱応力は熱ひずみと直接には関係しない 36 
2章のまとめ 
演習問題 

3.　はりの曲げ
3.1　はり 
〔1〕はりの荷重方法と支持方法 /〔2〕支持方法の組合せ
3.2　せん断力と曲げモーメント 
〔1〕曲げモーメント /〔2〕せん断力と，正負の向き /〔3〕曲げモーメントの正負の向き 
3.3　せん断力線図と曲げモーメント線図 
〔1〕S.F.D.とB.M.D. /〔2〕S.F.D.の描き方 /
〔3〕計算例：中央に集中荷重を受ける単純支持はりのB.M.D.とS.F.D. /〔4〕計算例：分布荷
重を受ける単純支持はりのB.M.D.とS.F.D. 
3.4　S.F.D.とB.M.D.の例 
〔1〕複数の集中荷重を受ける単純支持はり /〔2〕等分布荷重を受ける単純支持はり /
〔3〕自由端に集中荷重を受ける片持はり /〔4〕二つの集中荷重を受ける片持はり /
〔5〕等分布荷重を受ける
片持はり
3.5　はりに生じる応力 
〔1〕断面形状によるたわみ方の違い /〔2〕曲げ応力 /
〔3〕中立面と中立軸 /〔4〕はりのたわみ方 /
〔5〕断面二次モーメントと曲げ剛性 /〔6〕曲げ応力の求め方 /
〔7〕断面一次モーメントと断面二次モーメント /〔8〕はりに生じるせん断応力 
3.6　はりのたわみ 
〔1〕はりのたわみの考え方 /〔2〕計算例：自由端に集中荷重を受ける片持はり /
〔3〕計算例：中心に集中荷重を受ける単純支持はり
3.7　重ね板ばね 
〔1〕平等強さのはり /〔2〕重ね板ばね /〔3〕組合せはり 
3章のまとめ 
演習問題 

4.　軸のねじり
4.1　中実丸軸 
〔1〕動力を伝達する軸 /〔2〕軸に生じる応力とひずみ /
〔3〕断面二次極モーメントとねじり剛性 
4.2　中空丸軸 
〔1〕軽量な中空丸軸 /〔2〕中実丸軸との径の比による違い 
4.3　はりの曲げと軸のねじりの相似点 
たわみとねじりの計算手順の比較
4.4　伝導軸 
〔1〕軸が伝える仕事 /〔2〕中実丸軸と中空丸軸の比較
4.5　円筒形コイルばね 
〔1〕素線に生じる応力とひずみ /〔2〕半径と巻数と応力の変化 
4.6　円錐形コイルばね 
素線に生じる応力とひずみ
4章のまとめ 
演習問題 

5.　多軸応力場での応力とひずみ
5.1　三次元場での応力の定義 
〔1〕応力テンソルの定義 /〔2〕外力と表面力の関係 
テンソルについて 
5.2　工学ひずみ 
〔1〕工学ひずみの定義  /〔2〕せん断ひずみの意味 
5.3　一般化されたフックの法則 
〔1〕三次元場での応力 ― ひずみ関係 /〔2〕体積ひずみ
5.4　平面応力と平面ひずみ 
〔1〕二次元近似 /〔2〕平面応力近似 /〔3〕平面ひずみ近似 
5.5　内圧を受ける薄肉円筒 
薄肉円筒の問題
内圧と外圧を受ける薄肉円筒の応力
5.6　焼きばめ問題 
鋼管と銅管の焼きばめ
5.7　応力の座標変換と主応力 
〔1〕主応力 101 /〔2〕主せん断応力 103 /〔3〕モールの応力円
5.8　ロゼットゲージによる応力測定 
ロゼットゲージ
5.9　多軸応力状態での降伏条件 
二つの降伏条件
寸法効果
5章のまとめ 
演習問題 

6.　応力集中
6.1　円孔の応力集中 
〔1〕円孔縁での応力分布 /〔2〕応力集中率 /〔3〕円孔縁での応力成分 /
〔4〕有限要素法による応力集中の解析例 /
〔5〕二つの円孔の干渉
6.2　応力集中のいくつかの例 
〔1〕四角形の孔による応力集中 /〔2〕隅部の応力集中 /
〔3〕だ円孔の応力集中
6.3　応力集中の原因 
応力集中源の発生
6.4　応力集中による破損の例 
〔1〕日本航空123便の墜落事故 /〔2〕アロハ航空の飛行機上部剥離事故 /
〔3〕もんじゅの温度計ケースの破損事故 /〔4〕ドイツの高速
鉄道の脱線事故 /〔5〕米国ミネアポリスの橋崩落事故
新聞を読んで材料力学を 
6.5　応力集中の緩和 
隅部の応力集中の緩和
6.6　応力集中を考慮した設計 
〔1〕切り欠き係数b /〔2〕aとbの関係 /〔3〕応力集中部の監視 
身近な応力集中の例 
6章のまとめ 

7.　コンピュータによるシミュレーション…有限要素法
7.1　有限要素法とは 
〔1〕コンピュータによる解析 /〔2〕理論と実現方法 /
〔3〕実行環境と有限要素法ソフトウェア /〔4〕有限要素法の適用範囲
〔5〕CAEシステム 131 
有限要素法は自然現象をどこまで表現できるでしょうか 
7.2　有限要素法による解析 
解析作業の流れ
7.3　モデル作成/メッシュ生成/境界条件とサンブナンの原理 
〔1〕モデル作成 /〔2〕メッシュ生成 /〔3〕境界条件設定 
7.4　境界条件にまつわる大切なポイント 
〔1〕剛体変位と剛体回転 /〔2〕対称境界条件 /
〔3〕4分の1対称，8分の1対称 /〔4〕接触問題の扱い方
7.5　解析/可視化/適切な解析結果の見方とその検討 
〔1〕解析 140 /〔2〕可視化 141 /〔3〕適切な解析結果の見方とその検討
有限要素法の達人になる近道は?  
7.6　いくつかの失敗事例の紹介 
7章のまとめ 
演習問題 

8.　機器の保守・管理
8.1　破壊の力学 
〔1〕材料の破壊過程 /〔2〕破壊力学 
8.2　き裂先端の応力と応力拡大係数 
〔1〕き裂にかかる力のモード /〔2〕応力拡大係数
8.3　破壊条件と破壊靱性 
〔1〕脆性破壊と延性破壊 /〔2〕脆性破壊の破壊条件
破壊はいつでも悪者でしょうか 
8.4　機器の保守・管理の手順 
機器の保守・管理に必要な技術
8.5　応力拡大係数の求め方 
〔1〕引張りを受ける帯板のき裂 /〔2〕さまざまなき裂の応力拡大係数 
8.6　破壊靭性値の求め方 
〔1〕破壊靭性値の板厚依存性 /〔2〕破壊靭性試験法の概略
8.7　疲労き裂進展予測 
パリス則によるき裂進展予測 
8.8　フラクトグラフィ 
いくつかの破面形態
さらに進んで学ぶには 
8章のまとめ 

参考文献 
演習問題解答 
索引 

索引