シラバス参照

科目名 機械工学実験 
担当者氏名

池本 有助

織田 信一

清水 憲一

成田 浩久

松田 淳

塚田 敦史

全開講対象学科 理工学部機械工学科・機械システム工学科
年次 3年次 
クラス  
講義学期 前期 
単位数
必選区分 必修科目 
学期・曜日・時限  
部門 専門教育部門-共通 
備考 本授業はCP3・4およびDP2に該当する 



準備学習・事後学習
・コンピュータツール(ワープロソフト,グラフソフト,図形描画ソフト,メールソフト)が使える様に復習しておくこと.



・実験の前に,あらかじめテキストを一読しておくこと.



【固体】材料力学Ⅰと機械材料を復習しておくこと.



【熱流体(流体)】流体力学Ⅰ,流体力学Ⅱを復習しておくこと.



【熱流体(熱)】熱力学Ⅰ・Ⅱ,流体力学Ⅰおよび伝熱学を復習しておくこと.



【設計生産】機械加工学を復習しておくこと.



【運動力学・制御(運動)】事前にテキストを一読すること.



【運動力学・制御(制御)】コンピュータプログラミングを復習しておくこと.



・実験の後は,報告書の作成を通して行った実験の復習をすること.



提出された報告書については,内容が良くないと判断された場合は,問題点を指摘し,再提出を求める.また質問対応は,各教員のオフィスアワーで対応する.



予習,復習を行うことで,実験時間の半分の自学自習を行うこと. 
履修上の留意
コンピュータツール(ワープロソフト,グラフソフト,図形描画ソフト,メールソフト)が使えること. 
授業の概要と目的
機械工学実験は,固体分野,熱流体分野,運動力学・制御分野,設計生産分野の基礎的実験を2週ずつ行い,実験を通して各講義で学んだことの理解を深める.さらに,実験目的,内容,基礎事項,実験結果,現象の表現方法や理論的展開による説明を含めた,報告書のまとめ方の修得も目的とする。カリキュラムポリシー③とディプロマポリシー①②に対応する。(科目ナンバリングコード:TM31503) 
サブタイトル
機械工学における「基礎的な現象の把握」と,「実験から論理的思考による考察,報告書の作成」にわたる,一連の過程の実践を重視した実験 
到達目標
提示された実験に対し,実験目的・手順を考え,そのガイドラインに沿って実験を行う.得られた結果を可視化し,理論解析の結果と比較するなどの論理的解釈(考察)を通して報告書にまとめる.そして,他者に説明するという一連の作業を系統立てて出来るレベルを目指す. 
授業計画
【項目欄】 【内容欄】
1. ガイダンス  実験の概要と目的,心構えについて話をした上で,実験テーマの詳細と大まかなレポートのまとめ方(細部は各テーマごとに指導)について説明する.また,実験を行うグループ表と実験日程表を配布する. 
2. 固体分野(第1週)  材料の力学的特性を表すパラメータならび応力ーひずみ関係を概説した後,ヤング率,ポアソン比を求める弾性試験と破断試験を行い,材料の力学的特性を求める.



レベル:材料の力学的特性とその測定方法の理解. 
3. 固体分野(第2週)  簡単な構造をANSYSのCAD機能を用いて作図し,有限要素法(FEM:ANSYS)を用いた強度計算とその構造の改善を行う.部材は前回の破断試験をした材料とする.評価はレポートで行う.



レベル:構造物の解材手順の理解. 
4. 熱流体分野(流体:第1週)  物体まわりの流れについて説明する.その後,風洞実験の説明をする.大気圧,室温等を計測し,空気の物性値を求める.マノメータによる圧力測定,流速の設定,円柱まわりの圧力分布の測定,圧力係数の計算をそれぞれ行う.



レベル:基本的計測技術の習得. 
5. 熱流体分野(流体:第2週)  前回の測定結果に基づき,円柱まわりの圧力分布をグラフに描く.澱み点の位置を決定する.圧力分布より円柱の抗力係数 CD を求める.ポテンシャル流れの圧力分布を描き比較する.実験レポートの作成をする.



レベル:流体抵抗の算出とその現象を理解できる。 
6. 熱流体分野(熱:第1週)  スターリングエンジン及びエンジンサイクル解析に必要な熱力学について説明する.PV線図描画や熱効率計算に必要な項目(温度等)の計測を行う.



レベル:基本的計測技術の習得と理解ができる. 
7. 熱流体分野(熱:第2週)  引き続き実験により測定を行う.測定および計算結果を整理して,PV線図のプロットや熱効率の算出を行う.レポート作成についての説明も行う.



レベル:熱サイクル解析の方法が理解できる. 
8. 運動力学:制御分野(運動:第1週)  回転体のアンバランス(静不つりあい・動不つりあい)について概説し,動不つり合いの修正方法(二面つりあわせ)を学ぶ. また,理論計算と簡易実験装置により影響係数を算出して,修正量を求める. 



レベル:動つり合いの基本原理が理解できる. 
9. 運動力学:制御分野(運動:第2週)  小型ローターに強制的に取り付けた不つりあいについて,理論的に不つりあい修正量を算出し,その値と実試験機を用いた測定実験値とを比較検討する。また,レポートの書き方について説明を行う.  評価はレポートにより行い,体裁・理解度など総合的に判断する.  



レベル:動つり合い試験機の基本操作法と修正量の理論的算出法が理解できる. 
10. 設計生産分野(第1週)  ものづくりの主要な加工法である切削加工について,複雑な工具形状を持つねじれドリルの形状・各部の名称を学ぶ.また,各半径位置におけるドリル形状を測定し,特定寸法の間の関係を検討する.



レベル:ねじれドリルの形状の理解. 
11. 設計生産分野(第2週)  実際にねじれドリルによる切削実験を行い,切削動力計による測定結果から各切れ刃半径位置における切削抵抗を求める.



レベル:切削抵抗の理解. 
12. 運動力学・制御分野(制御:第1週)  マイクロコンピュータを利用した制御技術を理解するため,マイクロコンピュータの基本構成,コンピュータ言語およびデータの取り扱い方法を解説する.



レベル:マイクロコンピュータの基本操作および基本プログラムの理解ができる. 
13. 運動力学・制御分野(制御:第2週)  マイクロコンピュータと外部入出機器との信号授受および制御に関する基本的な方法と,マイクロコンピュータが動くときに必要な基本プログラミングの仕方について説明する. レポートによる評価する.



レベル:マイクロコンピュータの操作により外部入出力装置を制御できる. 
14. 実験のまとめと提出1  各テーマにおいて得られた実験結果を元に,考察ならび出題された課題を行い,レポートと完成させる. レポートは,各テーマごとに決められた期日までに,各テーマごとに指定された方法で提出する. 
15. 実験のまとめと提出2  引き続き,各テーマにおいて得られた実験結果を元に,考察ならび出題された課題を行い,レポートと完成させる. レポートは,各テーマごとに決められた期日までに,各テーマごとに指定された方法で提出する. 
テキスト
【書籍名】 【著者】 【出版社】
1. 機械工学実験要綱     
参考文献
【書籍名】 【著者】 【出版社】
1. テキスト内に各テーマごとに提示     
授業方法の形式
実験 
成績評価方法及び評価基準
最終評価は、6つの実験テーマごとの評価の平均(100%)で60点以上を合格とする.各実験テーマの評価は,各テーマ別に実施される実験に参加して,出題される課題とレポートを提出し、各実験担当者の査読,口頭試問を受けた総合結果で行う.ただし,各実験テーマのうち1テーマでも不合格となった場合,および実験に参加しなかった場合は,単位修得が不可となる.C(合格)となるためには、到達目標を最低限達成することが必要である。 
受講生へのメッセージ
参考URL
画像
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更新日時 2021/03/10 10:58


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