● 新しい材料力学

　構造物や機械の剛性や強度を設計するには，材料力学の知識が不可欠です。
　しかし，材料力学が関係する範囲はきわめて広く，大学での講義や市販されている
教科書は材料力学，弾性論，材料強度学などの狭い範囲に細分化されていますので，
初心者が必要な知識を関係付けて習得するのは困難です。

　　　　　　　　　　　図1.材料力学の体系

　最近では，設計業務にCAEが一般的に使われています。NastranやABAQUSに代表
されるCAEシステムの解析ソフトウエアには，過去数百年に及ぶ材料力学の膨大な知識
が詰め込まれ，ユーザーはボタンひとつでそれらの機能を使って応力や変形を計算する
ことができます。

　しかし，知識が不足していたりあやふやであれば，その結果をきちんと評価すること
は難しく，ただ受け入れるしかありません。
また，そこから力の流れを読み取ったり，どこをどう改良すればよいかを見出すことも
容易ではありません。

　私は，今までの技術者人生を通じてCAEシステムと関わり，正しく使うことの難しさ
と材料力学を学ぶことの難しさを痛感しています。

　そこで，今から材料力学を学ぶ方やもう一度勉強し直したい方に，従来の材料力学の
学び方を見直して新しい材料力学を提案します。
そのポイントは以下の通りです。

• なぜ材料力学を学ぶのかを明確にする。
• 自然法則からはじめる。
• 質点と剛体の運動を学ぶ。
• 力のつり合いを理解する。
• 仮定と実験事実を明確に区別する。
• 材料力学に必要な数学を学ぶ。
• 外力と内力の違いを理解する。
• 変形と応力の表現方法を理解する。
• 変形と応力の解析方法を学ぶ。
• 実現象のモデル化と結果の検証方法を学ぶ。

　　　　　　　　　　　図2.新しい材料力学の構成

　これにより，構造物や機械の強度設計の手続きを理解し，自分が計算した結果やCAE
システムが出力した結果を評価できる設計者を目指します。


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