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最終更新日:2021.04.27

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材料力学 構造強度設計の基礎

材料力学

A5/288ページ/2021年04月05日
ISBN978-4-254-23150-2 C3053
定価4,620円(本体4,200円+税)

岡田哲男 ・渡邉啓介 ・川村恭己 ・田中義和 ・大沢直樹 ・村山英晶 著

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紀伊國屋書店 旭屋倶楽部 東京都書店案内

材料力学の基礎と実用を丁寧に。〔内容〕つり合いと静定構造物の内力/応力とひずみ/材料強度/棒およびはりの内力と変形/はりの応用/強度と荷重の確率的性質と構造物の信頼性/ねじり/円筒殻と球殻/エネルギー原理/長柱の座屈

執筆者一覧

岡田哲男(おかだてつお) 横浜国立大学大学院工学研究院
渡邉啓介(わたなべけいすけ) 東海大学海洋学部
川村恭己(かわむらやすみ) 横浜国立大学大学院工学研究院
田中義和(たなかよしかず) 広島大学大学院先進理工系科学研究科
大沢直樹(おおさわなおき) 大阪大学大学院工学研究科
村山英晶(むらやまひであき) 東京大学大学院新領域創成科学研究科

目次

1 材料力学とは

2 力のつり合いと静定構造物の内力
 2.1 力のつり合い
   2.1.1 質点にはたらく力のつり合い
   2.1.2 剛体にはたらく力
 2.2 重心
 2.3 トラス
   2.3.1 骨組構造
   2.3.2 静定・不静定・不安定
   2.3.3 静定トラスの解析
 2.4 静定はりのせん断力分布と曲げモーメント分布
  2.4.1 真直はり
  2.4.2 静定はり・不静定はり
  2.4.3 せん断力図と曲げモーメント図
  2.4.4 荷重・せん断力および曲げモーメントの間の関係

3 応力とひずみ
 3.1 応力
  3.1.1 垂直応力とせん断応力
  3.1.2 一様引張における任意の傾斜断面上の応力
  3.1.3 2次元における応力の座標変換
  3.1.4 主応力とモールの応力円
  3.1.5 3次元の応力
  3.1.6 応力の平衡条件
  3.1.7 応力集中
  3.1.8 サン・ブナンの原理
 3.2 ひずみ
  3.2.1 垂直ひずみとせん断ひずみ
  3.2.2 ひずみの座標変換
  3.2.3 ひずみゲージ
  3.2.4 体積ひずみ
 3.3 応力とひずみの関係
  3.3.1 等方弾性体の応力-ひずみ関係
  3.3.2 平面応力と平面ひずみ

4 材料強度
 4.1 静的強度
 4.2 降伏条件
 4.3 延性破壊
 4.4 ぜい性破壊
  4.4.1 ぜい性破壊の特徴
  4.4.2 ぜい性破面
  4.4.3 遷移温度と破壊じん性
 4.5 疲労強度
  4.5.1 金属疲労
  4.5.2 疲労試験
 4.6 クリープ
 4.7 応力腐食割れ

5 棒およびはりの内力と変形
 5.1 棒
  5.1.1 棒の引張
  5.1.2 締結体
  5.1.3 熱応力
 5.2 はりの曲げ
  5.2.1 荷重・断面力と弾性曲線の微分方程式
  5.2.2 はりのたわみの計算
  5.2.3 はりに生じる曲げ応力
 5.3 断面二次モーメントと断面係数
  5.3.1 長方形断面
  5.3.2 円形断面
  5.3.3 I型断面
  5.3.4 複雑な形状の断面
  5.3.5 断面形状による特徴
  5.3.6 断面の主軸
 5.4 はりのせん断
  5.4.1 はりのせん断応力
  5.4.2 非対称断面のせん断応力とせん断中心
  5.4.3 せん断によるはりのたわみ

6 はりの応用
 6.1 簡易加算法
 6.2 一様な強さのはり
  6.2.1 自由端に集中荷重を受ける片持ちはり
  6.2.2 等分布荷重を受ける片持ちはり
 6.3 連続はり
  6.3.1 3モーメントの定理
  6.3.2 仮想固定法
 6.4 組合せはり
  6.4.1 重ねはりと組合せはり
  6.4.2 2層からなる組合せはり
  6.4.3 n層からなる組合せはり
 6.5 曲りはり

7 強度と荷重の確率的性質と構造物の信頼性
 7.1 決定論的な安全性評価と確率論的な構造安全性評価
 7.2 確率の基礎概念
  7.2.1 確率分布
  7.2.2 平均と分散
 7.3 確率分布の例
  7.3.1 正規分布
  7.3.2 対数正規分布
  7.3.3 ワイブル分布
  7.3.4 最大値の分布・極値分布(漸近分布)
 7.4 荷重と強度の特性値と安全係数
 7.5 構造信頼性解析の考え方
 7.6 信頼性指標β
 7.7 多変数の構造信頼性解析
  7.7.1 多次元確率変数
  7.7.2 限界状態
  7.7.3 破損確率(破壊確率)
  7.7.4 モンテカルロ法による破損確率の計算
  7.7.5 一次信頼性解析手法
 7.8 構造物の経年変化を考慮した構造信頼性評価
 7.9 [補足]確率変数の線形結合の性質

8 ねじり
 8.1 丸棒のねじり
 8.2 ワーピングが生じない断面の条件
 8.3 曲げとねじりを受ける丸棒
 
9 薄肉円筒殻と薄肉球殻
 9.1 内圧を受ける薄肉円筒殻
 9.2 薄肉球殻

10 エネルギー原理
 10.1 ひずみエネルギー
 10.2 ひずみエネルギー密度関数
 10.3 補ひずみエネルギー密度関数
 10.4 仮想仕事の原理
 10.5 補仮想仕事の原理
 10.6 全ポテンシャルエネルギー最小の原理
 10.7 全補ポテンシャルエネルギー最小の原理
 10.8 カスチリアーノの定理
  10.8.1 カスチリアーノの第一定理
  10.8.2 カスチリアーノの第二定理
 10.9 ベッチ,マクスウェルの相反定理

11 長柱の座屈
 11.1 座屈現象
 11.2 ばね結合された剛体棒の限界荷重と安定性
 11.3 全ポテンシャルエネルギー最小の原理と安定性
 11.4 両端回転支持の長柱の座屈
 11.5 様々な境界条件における長柱の座屈
 11.6 エネルギー法による座屈現象の考察
 11.7 初期たわみを有する長柱の座屈
 11.8 偏心荷重を受ける長柱の座屈
 11.9 細長比の小さい柱の座屈強度

付録 材料力学の重要公式集