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
　（コラム）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 
　（コラム）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 
　（コラム）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 
　（コラム）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 
　（コラム）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 
　（コラム）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 
　（コラム）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 /〔2〕熱応力は熱ひずみと直接には関係しない 
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　伝動軸 
　〔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 
　（コラム）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
　（コラム）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 /〔2〕主せん断応力 /〔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
　（コラム）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〕輸送船Schenectady号の破壊事故 /〔2〕ジェット旅客機コメット号の墜落事故 /〔3〕日本航空123便の墜落事故 /〔4〕アロハ航空の飛行機上部剥離事故 /〔5〕もんじゅの温度計ケースの破損事故 /〔6〕ドイツの高速鉄道の脱線事故 /〔7〕新幹線の台車の疲労破損事故 
　（コラム）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β125 /〔2〕αとβの関係 /〔3〕応力集中部の監視
　（コラム）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
　（コラム）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　有限要素法の理論 
　〔1〕仮想仕事の原理 /〔2〕有限要素法の定式化 /〔3〕有限要素法による数値解析例 
7.3　有限要素法による解析 
　解析作業の流れ
7.4　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
7.5　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
7.6　解析/可視化/適切な解析結果の見方とその検討 
　〔1〕解析 /〔2〕可視化 /〔3〕適切な解析結果の見方とその検討 /〔4〕計算結果の品質保証 
　（コラム）有限要素法の達人になる近道は? 
7.7　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
　（コラム）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
　（コラム）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