機械工学実験のシラバス情報

科目名称
Course title(Japanese)
機械工学実験 科目番号
Course number
45BAPEM301
科目名称(英語)
Course title(English)
Laboratories in Mechanical Engineering
授業名称
Class name
機械工学実験
教員名 林 隆三,山本 誠,小林 宏,石川 仁,橋本 卓弥,元祐 昌廣,荒井 正行,後藤田 浩,井上 遼,松本 賢太,市川 賀康
Instructor
開講年度学期 2022年度 前期~後期
Year/Semester
曜日時限 前期(金曜1限 金曜2限 金曜3限 金曜4限)、後期(金曜1限 金曜2限 金曜3限 金曜4限)
Class hours
開講学科
Department
工学部 機械工学科
外国語のみの科目
(使用言語)
Course in only foreign
languages (languages)
-
単位
Course credit
2.0 授業の主な実施形態
Main class format
対面授業/On-site class
概要
Descriptions
機械材料の変形、強度、機械の振動、流体や熱の流れ、接触界面特性等の機械工学に関する基礎的現象を自ら実験あるいは数値解析することにより、理解し体得する。測定機器の適正な選択や、現象の因果関係の把握の仕方などを習得する。
目的
Objectives
講義で学ぶ基礎知識について,実験を通じて自ら体験することで様々な物理現象の理解を深めるとともに,データの処理方法,測定機器の原理や扱い方等について習得し,また,結果を報告書としてまとめる経験を蓄積することを目的とする.
本学科のディプロマ・ポリシーに定める『1.最先端の科学技術に対応できる基礎学力及びエンジニアリング・センス』を身に着けるための科目である.
到達目標
Outcomes
1. 測定機器や計算プログラム,ソフトウェアを適切に使用し,実験を安全かつ正確に行うことができる.
2. 取得したデータを適切に整理し,グラフや表を用いて実験結果を効果的に表現することができる.
3. 実験で得られたグラフや表から,測定された諸現象に関して理論的な考察を行うことができる.
4. 実験に関する理論,方法,結果,考察をレポートとして適切にまとめることができる.
5. 自身がレポートにまとめた内容について,責任を持って意見を述べることができる.
履修上の注意
Course notes prerequisites
材料力学、熱力学、流体力学、機械力学、機械要素の基礎を復習のこと。
アクティブ・ラーニング科目
Teaching type(Active Learning)
課題に対する作文
Essay
小テストの実施
Quiz type test
-
ディベート・ディスカッション
Debate/Discussion
グループワーク
Group work
プレゼンテーション
Presentation
- 反転授業
Flipped classroom
-
その他(自由記述)
Other(Describe)
-
準備学習・復習
Preparation and review
各回の授業で予定されている項目についてテキスト及び参考書によって予習をしておくこと。
成績評価方法
Performance grading
policy
実験原理の理解、実験態度、並びに、ノートおよびレポートの内容を総合的に評価して採点する。ただし、実験をすべて行い、すべての実験のレポートを提出しなければ評価の対象とはならない。なお、特別な理由のない限り、遅刻は欠席扱いとする。ガイダンスへの出席も必須とする。
実験原理の理解および実験態度:40%、レポート点:40%、ノート点:20%
学修成果の評価
Evaluation of academic
achievement
・S:到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A:到達目標を十分に達成している
・B:到達目標を達成している
・C:到達目標を最低限達成している
・D:到達目標を達成していない
・-:学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S:Achieved outcomes, excellent result
・A:Achieved outcomes, good result
・B:Achieved outcomes
・C:Minimally achieved outcomes
・D:Did not achieve outcomes
・-:Failed to meet even the minimal requirements for evaluation
教科書
Textbooks/Readings
・教科書を使用する場合は、MyKiTS(教科書販売サイト)から検索・購入可能ですので以下のURLにアクセスしてください。
https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/
 
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https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/
参考書・その他資料
Reference and other materials
授業で用いた教科書および参考書類をはじめ、多くの関連する参考書があるので自ら進んで調べ、知識・理解を深化させること。
授業計画
Class plan
*[ ]内は準備学習、復習に必要な時間の目安
0 ガイダンス
 組み分け、諸注意、実験場所の確認、レポートの書き方[2時間]
1 遠心送風機の性能試験
 流体機械の駆動動力と空気流量、圧力上昇の機構、エネルギ授受などの理解[3時間]
2 風洞実験
 航空機、建築物、自動車などの空気抵抗測定などに用いられる風洞に関する知識を得、測測定法に習熟する。[3時間]
3 噴流実験(運動量保存の法則)
 平板、半球板に衝突する水噴流により、運動量保存の法則を理解する。[3時間]
4 円管内の層流及び乱流の観察と管摩擦損失係数の測定
 円管内の流れの状態とレイノルズ数との関連、流れにおける壁面摩擦損失の測定[3時間]
5 熱電対
 熱電対による温度計測の基本原理と基本回路の理解、温度検定実験[3時間]
6 スターリングエンジンの実験
 スターリングエンジンの基本的な原理、構造、性能を理解、他のエンジンとの比較、将来のエンジンの在り方[3時間]
7 冷凍機の性能試験
 冷凍サイクルの構成要素の理解、各機器の性能測定、モリエ線図、圧力・エンタルピ線図の活用法[3時間]
8 対流熱伝達
 熱伝導と対流熱伝達(強制対流と自然対流)の概要を理解する。[3時間]
9 引張試験
 主な工業用金属材料の基本的で重要な機械的性質(弾性定数、降伏点、引張り強さ、伸び、絞りなど)の把握と測定[3時間]
10 衝撃試験
 材料の粘り強さ、もろさの程度を測定する手法とこうした特性値の意味するところを修得[3時間]
11 鋼の顕微鏡組織とかたさ試験
 鋼の熱処理条件などによって異なる組織の観察法の習得、組織と機械的性質との関連、かたさ試験とその結果の引張り強さとの関連などを習得[3時間]
12 はりの曲げ剛性試験
 はり構造物の剛性、強さに及ぼす断面形状、支持条件などの影響を実験的に習得[3時間]
13 動つり合い試験
 つり合い試験の原理を理解、非対称回転体の不つり合い量を測定し、つり合わせを行う。[3時間]
14 共振及び動吸振実験
 共振現象の理解と簡単な構造物の共振時のひずみと振動数の測定、共振モード観察[3時間]
15 サーボ機構
 位置決め制御のサーボ機構に関する基礎知識の習得、PCによるサーボ機構の構成と操作法[3時間]
16 回転軸の危険速度
 回転体の不つり合いによる危険速度の概念を体得[3時間]
18 差分法による角柱周りの流れの解析
 理想流体の角柱まわりの渦なし流れの解析を差分法を用いた数値解析により行う。[3時間]
19 有限要素法による弾性解析
 単純な棒要素の引張りの問題を有限要素法によって解くためのアルゴリズムやプログラミングの基礎を習得する。[3時間]
21 応力集中の測定と解析
 穴あき板に引張荷重が作用するときの穴周辺のひずみと応力を実験的に測定し、有限要素法による解析も行い、比較検討を行う。応力集中現象を体得して理解を深める。[3時間]
22 境界層と剥離の数値シミュレーション
 流体中におかれた円柱周りの境界層と剥離発生現象について差分法を用いた数値解析プログラムによって解析し、理解を深める。[3時間]
教職課程
Teacher-training course
実務経験
Practical experience
-
教育用ソフトウェア
Educational software
MATLAB
備考
Remarks
事前にテキストを熟読し、関連の基礎事項について十分に予習をした上で実験に臨むこと。遅刻は、特別な理由がない限り、欠席扱いとなる。ディスカッションの時間が別途設定される。
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