単位が取れるようにわかりやすい参考書が知りたいな。
院試勉強用の参考書は何を選べばいいのだろう?
材料力学の参考書はたくさんあり、どれを選べば良いか迷うものです。
そこで、レベル別・用途別におすすめの材料力学の参考書・問題集をランキングにしました。
レベル別・用途別は以下のように分けています。
1. 初学者向け
まず、初学者用の参考書について紹介していきます。
初学者の定義やランキングの基準は以下の通りです。
参考書ごとにどんな人に向いているか書いてあるので、自分に合ったものを選べるように参考にしてください。
1位 図解でやさしい 入門材料力学
難易度 | 初学者向け | |
わかりやすさ | とてもわかりやすい | |
単元の網羅性 | 初学者には十分 |
第1章 応力とひずみ
第2章 引張りと圧縮
第3章 はりの曲げ
第4章 はりの曲げ応力とたわみ
第5章 軸のねじり
第6章 柱
第7章 骨組み構造
第8章 ひずみエネルギー
第9章 組み合わせ応力
第1章 応力とひずみ
1.1 力学について
1.2 材料について
1.3 フックの法則(Hooke’s law)
1.4 許容応力と安全率
練習問題
第2章 引張りと圧縮
2.1 軸力,垂直応力,ひずみの計算
2.2 引張りと圧縮の不静定問題
2.3 熱応力(thermal stress)
2.4 自重の影響を考慮する場合
2.5 内圧を受ける薄肉円筒
2.6 応力集中
練習問題
第3章 はりの曲げ
3.1 はり
3.2 支点反力と固定モーメントの計算
3.3 せん断力と曲げモーメントの計算
3.4 せん断力図と曲げモーメント図
練習問題
第4章 はりの曲げ応力とたわみ
4.1 はりの曲げ応力
4.2 断面二次モーメント
4.3 はりのたわみ
4.4 はりの強度設計
練習問題
第5章 軸のねじり
5.1 丸棒のねじり
5.2 伝動軸
練習問題
第6章 柱
6.1 柱の座屈
6.2 柱の実験公式
練習問題
第7章 骨組み構造
7.1 骨組み構造
7.2 簡単な骨組み構造
7.3 トラスの解法
練習問題
第8章 ひずみエネルギー
8.1 ひずみエネルギー
8.2 衝撃応力
練習問題
第9章 組み合わせ応力
9.1 傾斜面に生じる応力
9.2 モールの応力円
9.3 曲げとねじりを受ける軸
9.4 応力テンソル
練習問題
練習問題の解答
私はこの本が圧倒的に初学者に適してると感じました。
2位 基礎から学ぶ材料力学
難易度 | 応用部分もあり | |
わかりやすさ | わかりやすい | |
単元の網羅性 | 専門的な部分もある |
1章 材料力学を学ぶまえに
2章 引張力が作用する棒の取扱い
3章 軸力が作用する材料の力と変形
4章 軸のねじり
5章 曲げが作用するはり
6章 曲げの応力とたわみ
7章 はりの応用
8章 組合せ応力
9章 ひずみエネルギー法
10章 柱の座屈
11章 材料の破壊
1章 材料力学を学ぶまえに
1 材料力学を学ぶ上での基本事項
2 力とは
3 構造物の安定と外力(荷重)・内力(応力)
4 力のつり合いと力のモーメントのつり合い
5 材料力学で使われる単位系(SI単位系)
章末問題
2章 引張力が作用する棒の取扱い
1 材料力学で何を学ぶか
2 応力
3 変形とひずみ
4 応力とひずみの関係(フックの法則と弾性係数)
5 引張試験および各種機械的性質
3章 軸力が作用する材料の力と変形
1 直列に接合された棒の応力とひずみの算出
2 不静定問題における応力とひずみの算出
3 変断面棒
4 自重(物体力)と回転による棒の応力と変形
5 熱応力
4章 軸のねじり
1 丸棒のねじりの基礎式
2 ねじりの応用問題
3 伝動軸に加わる動力とせん断応力
5章 曲げが作用するはり
1 はりの種類
2 はりのせん断力と曲げモーメント
3 せん断力図と曲げモーメント図
4 集中荷重が作用する各種はり
5 分布荷重が作用する各種はり
6 モーメントが作用する各種はり
6章 曲げの応力とたわみ
1 はりの曲げ応力
2 中立軸と断面二次モーメント
3 曲げ応力と断面係数
4 はりのたわみ曲線
5 さまざまな曲げを受けるはりのたわみ
7章 はりの応用
1 不静定はりのたわみ
2 連続はり
3 はりのせん断応力
4 平等強さのはり
8章 組合せ応力
1 応力状態の基本型
2 二次元応力とモールの応力円
3 二次元ひずみとモールのひずみ円
4 応力-ひずみ関係
5 弾性係数間の関係
6 組合せ応力の実例
7 ひずみゲージによる計測
9章 ひずみエネルギー法
1 ひずみエネルギーと補ひずみエネルギー
2 各種内力とひずみエネルギー
3 衝撃荷重
4 相反定理
5 カスチリアノの定理
10章 柱の座屈
1 トラスの非線形問題
2 オイラーの座屈荷重
3 境界条件の影響
4 初期たわみが存在する実際の棒の圧縮
5 塑性座屈
6 エネルギー法によるつり合い状態の安定判別と近似解法
11章 材料の破壊
1 機械や構造物の信頼性と性能向上
2 実働荷重
3 材料の性質
4 応力の性質と応力集中
5 機械の強度設計と許容応力
3位 やさしく学べる材料力学
難易度 | 初学者向け | |
わかりやすさ | 問題の解説は良い | |
単元の網羅性 | 初学者には十分 |
第1章 応力,ひずみおよび単位
第2章 フックの法則
第3章 材料の引張試験と許容応力
第4章 組合せ構造物
第5章 熱応力
第6章 棒材の少し複雑な問題
第7章 平面応力とモールの応力円
第8章 薄肉かく
第9章 はりの断面に働く力とモーメント
第10章 断面二次モーメント
第11章 はりの曲げ応力
第12章 はりのたわみ
第13章 不静定はり
第14章 平等強さのはり
第15章 軸のねじり
第16章 コイルばね
第17章 衝撃応カ
第18章 長柱の座屈
第19章 カステリアーノの定理
試験直前対策用まとめ
練習問題の解答
索 引
第1章 応力,ひずみおよび単位
1.1 応力および単位
1.2 ひずみ
練習問題1
第2章 フックの法則
2.1 フックの法則と弾性係数
練習問題2
第3章 材料の引張試験と許容応力
3.1 応力−ひずみ図
3.2 許容応力と安全率
練習問題3
第4章 組合せ構造物
4.1 簡単な不静定問題
4.2 簡単なトラス
練習問題4
第5章 熱応力
5.1 熱応力
練習問題5
第6章 棒材の少し複雑な問題
6.1 棒の自重による伸び
6.2 一様変化断面棒の伸び
練習問題6
第7章 平面応力とモールの応力円
7.1 傾斜面の応力(一軸引張)
7.2 せん断応力の符号とσ,γの矢印の向きについて
7.3 斜面の指定
7.4 共役せん断応力
7.5 平面応力状態
7.6 モールの応力円
練習問題7
第8章 薄肉かく
8.1 薄肉円筒
8.2 薄肉球かく
練習問題8
第9章 はりの断面に働く力とモーメント
9.1 はりとはりに働く外荷重
9.2 はりの横断面に働くせん断力
9.3 はりの横断面に働く曲げモーメント
9.4 等分布荷重を受けるはり
9.5 三角形状分布荷重を受けるはり
練習問題9
第10章 断面二次モーメント
10.1 断面一次モーメントと図心
10.2 断面二次モーメント
練習問題10
第11章 はりの曲げ応力
11.1 中立面,中立軸,曲げ応力
練習問題11
第12章 はりのたわみ
12.1 たわみの基礎式
12.2 片持はりのたわみとたわみ角
12.3 両端支持はりのたわみとたわみ角
練習問題12
第13章 不静定はり
13.1 一端固定,他端支持はり
13.2 両端固定はり
練習問題13
第14章 平等強さのはり
14.1 平等強さのはり
練習問題14
第15章 軸のねじり
15.1 丸棒のねじり
練習問題15
第16章 コイルばね
16.1 円筒形コイルばね
練習問題16
第17章 衝撃応力
17.1 弾性エネルギー
17.2 衝撃応力
練習問題17
第18章 長柱の座屈
18.1 座屈荷重
練習問題18
第19章 カステリアーノの定理
19.1 マックスウェルの相反定理
19.2 カステリアーノの定理
19.3 はりに蓄えられる弾性ひずみエネルギー
19.4 軸に蓄えられる弾性ひずみエネルギー
練習問題19
2. 演習用・定期テスト対策
次に、演習用・定期テスト対策用の問題集について紹介していきます。
このセクションでのターゲットとランキングの基準は以下の通りです。
1位 詳解 演習材料力学 上下
難易度 | 基本から難問まで | |
解説の丁寧さ | 丁寧 | |
問題の質 | 良問 | |
問題量 | 上 : 大問330問程度 下 : 大問260問程度 | |
単元の網羅性 | 1単元ごとが詳しい |
上
第1章 応力および歪
第2章 組合せ応力
第3章 梁の曲げ
第4章 平面図形の性質
第5章 梁の応力
第6章 梁の撓み
第7章 不静定梁 組合せ梁 平等強さの梁
下
第8章 捩り
第9章 捩りと曲げの組合せ
第10章 曲がり梁
第11章 柱の座屈
第12章 厚肉円筒 厚肉球殻
第13章 回転体
第14章 平板の曲げ
上下巻2つで基礎的な範囲を網羅できるので、上下セットで買うことをおすすめします。
2位 材料力学 考え方解き方
難易度 | 基礎的 | |
解説の丁寧さ | かなり丁寧 | |
問題の質 | 基礎的な問題がほとんど | |
問題量 | 大問220問程度 | |
単元の網羅性 | 基礎的な部分は網羅 |
第1章 応力とひずみ
第2章 弾性エネルギー
第3章 曲げ
第4章 はりの強さ
第5章 ねじり
第6章 組合せ応力
第7章 座屈
第1章 応力とひずみ
1.1 荷重と応力
1.2 応力とひずみ
1.3 材料の使用範囲
1.4 熱応力
1.5 内圧を受ける円筒と球
章末問題①
第2章 弾性エネルギー
2.1 弾性エネルギー
2.2 衝撃応力と伸び
章末問題②
第3章 曲げ
3.1 はりの種類と荷重
3.2 はりのつり合い条件
3.3 両端支持ばりの計算
3.4 片持ばりの計算
3.5 張出しばりの計算
章末問題③
第4章 はりの強さ
4.1 曲げ応力と断面係数
4.2 はりの強さ
4.3 はりのたわみ
4.4 平等強さのはり
章末問題④
第5章 ねじり
5.1 軸のねじり
5.2 軸の強さ
5.3 コイルばね
章末問題⑤
第6章 組合せ応力
6.1 主面と主応力
6.2 モール円
6.3 曲げとねじりを同時に受ける軸
章末問題⑥
第7章 座屈
7.1 柱の座屈
7.2 柱の強さ
章末問題⑦
章末問題の解答
付録 SI単位について
索引
3. 院試実践向け (院試問題集)
最後に、院試実践向けの問題集を紹介していきます。
ランキングの基準は以下の通りです。
1位 大学院入試問題で学ぶ 材料力学演習
難易度 | 東大院試レベル | |
解説の丁寧さ | かなり丁寧 | |
問題の質 | 良問 | |
問題量 | 大問30問 | |
単元の網羅性 | 院試に十分 |
第1章 応力とひずみ、引張と圧縮、フックの法則
第2章 材料の引張試験と安全率
第3章 組合せ構造物
第4章 平面応力とモールの応力円
第5章 骨組み構造(トラス)
第6章 熱応力
第7章 はりのせん断力と曲げモーメント
第8章 断面一次モーメント、図心、断面二次モーメント
第9章 はりの曲げ応力
第10章 はりのたわみ
第11章 不静定はり
第12章 軸のねじり
第13章 柱(座屈)
第14章 弾性ひずみエネルギーとカステリアーノの定理
第15章 薄肉円筒と薄肉球かく
第16章 弾性変形と塑性変形
第17章 平面応力とフックの法則
第18章 複合問題
第19章 モールのひずみ円と平面応力状態のフックの法則
第1章 応力とひずみ、引張と圧縮、フックの法則
1.1 垂直応力とせん断応力
1.2 縦ひずみと横ひずみ
1.3 せん断ひずみ
1.4 フックの法則
1.5 ポアソン比
第2章 材料の引張試験と安全率
2.1 応力・ひずみ線図
2.2 材料の破壊
2.3 許容応力と安全率
問題2.1
問題2.2
第3章 組合せ構造物
3.1 異材変断面棒の接合
3.2 ボルト・ナットによるパイプの締結
3.3 組合せ棒
問題3.1
第4章 平面応力とモールの応力円
4.1 平面応力と(x,y)座標の採用
4.2 機械の破壊と最大引張応力・最大せん断応力
4.3 モールの応力円の横軸と縦軸
問題4.1
問題4.2
第5章 骨組み構造(トラス)
5.1 ト ラ ス
5.2 トラスに働く応力と荷重点の変位
問題5.1
第6章 熱応力
6.1 温度変動によって発生する応力
6.2 温度上昇によって棒に発生する熱応力
問題6.1
問題6.2
第7章 はりのせん断力と曲げモーメント
7.1 せん断力と曲げモーメントの矢印について
7.2 せん断力Sxと曲げモーメントMxの求め方
7.3 分布荷重の集中荷重による置き換え
問題7.1
問題7.2
第8章 断面一次モーメント、図心、断面二次モーメント
8.1 断面一次モーメント
8.2 図心
8.3 断面二次モーメント
8.4 平行軸の定理
8.5 図心を通る水平軸回りの断面二次モーメント
問題8.1
問題8.2
第9章 はりの曲げ応力
9.1 断面係数による計算式
9.2 図心から下向き正に採られたy座標による計算式
問題9.1
第10章 はりのたわみ
10.1 たわみの基礎式(微分方程式)
10.2 カステリアーノの定理を適用して求めた変位・たわみ角
問題10.1
問題10.2
問題10.3
第11章 不静定はり
11.1 カステリアーノの定理の適用
11.2 はりに蓄えられる弾性ひずみエネルギー
11.3 荷重方向の変位
11.4 モーメント方向の回転角
問題11.1
問題11.2
第12章 軸のねじり
12.1 トルク(ねじりモーメント)を受ける軸のせん断応力
12.2 回転している軸のねじりモーメントT
問題12.1
第13章 柱(座屈)
13.1 圧縮荷重を受けるストローと座屈荷重・座屈応力
13.2 自由端に圧縮荷重を受ける他端固定棒
問題13.1
第14章 弾性ひずみエネルギーとカステリアーノの定理
14.1 材料に蓄えられる弾性ひずみエネルギー
14.2 カステリアーノの定理
問題14.1
第15章 薄肉円筒と薄肉球かく
15.1 薄肉容器
15.2 薄肉円筒の軸応力と円周応力
15.3 薄肉球かくの円周応力
問題15.1
問題15.2
第16章 弾性変形と塑性変形
16.1 塑性変形
16.2 弾完全塑性材料
16.3 弾完全塑性体(せん断応力とせん断ひずみの関係式)
問題16.1
問題16.2
第17章 平面応力とフックの法則
17.1 ひずみの定義
17.2 平面応力のフックの法則
問題17.1
第18章 複合問題
18.1 機械の設計と複合問題
18.2 基礎式と要点
問題18.1
問題18.2
問題18.3
第19章 モールのひずみ円と平面応力状態のフックの法則
19.1 主応力と最大せん断応力
19.2 垂直ひずみとせん断ひずみの定義
19.3 ひずみ変換式
19.4 モールのひずみ円
19.5 主ひずみε1,ε2(ε2〈ε1)と最大せん断ひずみγrθmaxの値
19.6 モールのひずみ円の証明
19.7 モールのひずみ円の見方
19.8 フックの法則
問題19.1
2位 機械系大学院への四力問題精選
難易度 | 旧帝大レベル | |
解説の丁寧さ | 丁寧 | |
問題の質 | 良問 | |
問題量 | 全大問130問程度 各分野大問30問程度 | |
単元の網羅性 | 典型範囲の大枠は網羅 |
1 材料力学(棒の引張りと圧縮(単純応力問題)2次元応力状態 など)
2 機械力学(立体的な力のつり合い;質点と剛体の動力学 など)
3 熱力学(熱力学の基礎事項;熱と仕事 など)
4 流体力学(静止流体の力学;流体力学の基礎方程式と境界条件 など)
4. 参考書を10%OFF で買う方法
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4.2 登録方法
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(ⅲ) 先程記入したメールアドレスに確認コードが届くのでそちらを画面に従って記入して下さい。
④ 学生認証
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(ⅱ) 卒業予定年月を選択して下さい。
⑤ お支払い方法の選択と記入
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5. 迷ったらこれ
5.1 初学者
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5.2 演習用・定期テスト対策
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5.3 院試実践向け (院試問題集)
東大の院試問題集で、解説もとても丁寧です。