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塑性力学
塑性力学 （選択 2 単位） １年後期 村尾邦明* 授業テーマ・内容 塑性力学とは、塑性挙動を示す物体の応力とひずみを、現象論的な立場から数学的に扱う分野である。本講義では、弾性域を 超えた塑性変形という演繹的には数式化し難い複雑な現象を、応力とひずみに関するいくつかの力学的現象モデルを考察するこ とにより、降伏条件、応力－ひずみ関係式として数式化し、これを使い、現象を帰納的に説明する手法を学び、塑性力学における 基礎理論を学習する。また、実際問題への応用として、すべり線場理論による剛塑性体の平面ひずみ問題についても学ぶ。この 学習過程において、塑性力学を構成する材料力学の基礎部分をも充実し、独立変数と従属変数、それぞれの変化量の比較から微 分や積分を含んだ方程式を導く手法に慣熟できるようにする。 到達目標・ねらい 応力とひずみ、応力の不変量について理解する。 複雑な塑性変形現象をモデル化により Mises の降伏条件や Tresca の降伏 条件として数学的に扱う方法を学び、その用い方を習得する。また、同様にすべり線場理論による剛塑性体の平面ひずみ問題の 捉え方を理解することを目標とする。この過程において、微分表現による材料力学の基礎的な考え方が自然にできるようにする。 授業計画 週 単元 内容 予習/復習 予）学内 PC に示す各週テキストを読む 復）機械工作法を分類して示せ 第 1 週 金属材料の塑性変形 金属材料の塑性変形の特徴 第 2 週 弾塑性挙動の理想化 完全塑性体 第 3 週 応力とひずみ（１） 応力と釣合式 予）学内 PC に示す各週テキストを読む 復）三次元の応力釣り合い式を示せ 第 4 週 応力とひずみ（２） 変形とひずみ 予）学内 PC に示す各週テキストを読む 復）三次元の変形ー歪み関係式を示せ 第 5 週 偏差応力、不変量 偏差応力と１次、２次、３次の不変量 予）学内 PC に示す各週テキストを読む 復）三次までの不変量を求めよ 第 6 週 降伏条件（１） Mises の降伏条件 予）学内 PC に示す各週テキストを読む 復）転位論より Mises の降伏条件を求めよ 第 7 週 降伏条件（２） Tresca の降伏条件 予）学内 PC に示す各週テキストを読む 復）Tresca の降伏条件を示せ 第 8 週 応力－ひずみ関係式（１） Levy－Mises の式、Reuss の式 予）学内 PC に示す各週テキストを読む 復）Levy-Mises の式、Reuss の式を示せ 第 9 週 応力－ひずみ関係式（２） Hencky の式、その他の応力－ひずみ関係式 予）学内 PC に示すテ各週キストを読む 復）Hencky の応力歪み関係式を示せ 第 10 週 弾塑性問題（１） 解の唯一性と変分原理 予）学内 PC に示す各週テキストを読む 復）変分原理を説明せよ 第 11 週 弾塑性問題（２） 解法 第 12 週 すべり線場理論（1） Hencky の方程式 予）学内 PC に示す各週テキストを読む 復）すべり線の Hencky の式を示せ 第 13 週 すべり線場理論（2） Geiringer の方程式 予）学内 PC に示す各週テキストを読む 復）すべり線の Geiringer の式を示せ 第 14 週 すべり線場理論（３） すべり線場問題の解 予）学内 PC に示す各週テキストを読む 復）授業中に示した例題を自分で解け 第 15 週 総合演習 総合演習 予）これまでの講義ノートを復習する 復）塑性力学の要点についてまとめる 成績評価の方法・評価基準 期末試験 －％ 中間試験 －％ 小テスト －％ レポート ６０％ 演習課題 －％ 平常点 ４０％ 履修条件・備 考 予）学内 PC に示す各週テキストを読む 復）弾塑性体の理想化されたσε線図を示せ 予）学内 PC に示す各週テキストを読む 復）解法を復習せよ テキスト 学内 PC にアップロードしている。 参考書 319 生 産 工 学 専 攻 機械構造解析学 （選択 2 単位） １年後期 堀 靖仁 授業テーマ・内容 機械の構造要素である曲り梁、薄肉曲り梁、薄肉円筒、厚肉円筒、薄肉球及び厚肉球などに種々の荷重が作用したときそれらの 構造要素に生じる応力と変形の解析方法について講述する。まず、曲り梁については通常の梁の他に薄肉曲り梁について解析す る。さらに荷重の形態については面内曲げだけでなく、面外曲げについても言及する。 円筒要素では、薄肉円筒だけでなく厚肉円筒についても考察する。長さの焼ばめについて講述する。 球要素では、薄肉球はむろんのこと、内外圧を受ける厚肉球の応力と変形についても講述する。さらに体積の焼ばめについて も言及する。最後に、強度問題等において重要である各種の材料破損則について講術する。 到達目標・ねらい 材料力学の基本的理念である平面保持の仮定と釣合いの概念についての理解を深めることを目標に講義を進めていく。そのた めに上に揚げた各項目が終了する毎に演習課題を行うことによって強度問題解決のための力の涵養につとめる。 授業計画 週 単元 内容 予習/復習 第 1 週 材料力学Ⅰ、Ⅱの復習 引張力、曲げモーメント、ねじりモーメントを受 ける真直棒の応力と変形 第 2 週 曲り梁の面内曲げ（１） 曲り梁の定義、断面係数、曲り梁の応力 第 3 週 曲り梁の面内曲げ（２） 曲り梁のひずみエネルギー 第 4 週 薄肉曲り梁の面内曲げ 薄肉曲り梁の表の活用、基礎微分方程式 第 5 週 曲り梁の面外曲げ（１） 曲げモーメントとトルクを同時に受ける梁の解 析法 第 6 週 曲り梁の面外曲げ（２） エネルギー解法 第 7 週 薄肉曲り梁の面外曲げ エネルギー解法 第 8 週 薄肉円筒の応力と変形 薄肉の条件、円周方向応力、軸方向応力、円 周方向ひずみ 厚肉円筒の軸対称変形 焼ばめ、半径方向応力、円周方向応力 （１） 厚肉円筒の軸対称変形 第 10 週 組合せ円筒、回転円盤 （２） 第9週 第 11 週 薄肉球の応力と変形 薄肉の条件、球の内容積の変化 第 12 週 厚肉球の点対称変形（１） 点対称変形、半径方向応力、円周方向応力 第 13 週 厚肉球の点対称変形（２） 体積の焼きばめ、破損式 第 14 週 厚肉円筒と厚肉球の まとめ 第 15 週 材料の破損則 厚肉円筒と厚肉球の応力と変形のまとめ ぜい性材料の破損則、、延性材料の破損則 予）教科書の該当箇所 復）教科書の該当箇所 予）教科書 172 ページから 178 ページ 復）教科書 172 ページから 178 ページ 予）教科書 182 ページから 184 ページ 復）教科書 182 ページから 184 ページ 予）教科書 185 ページから 191 ページ 復）教科書 185 ページから 191 ページ 予）教科書 191 ページから 195 ページ 復）教科書 191 ページから 195 ページ 予）教科書 191 ページから 195 ページ 復）教科書 191 ページから 195 ページ 予）教科書 191 ページから 195 ページ 復）教科書 191 ページから 195 ページ 予）教科書 151 ページから 154 ページ 復）教科書 151 ページから 154 ページ 予）教科書 154 ページから 159 ページ 復）教科書 154 ページから 159 ページ 予）教科書 159 ページから 165 ページ 復）教科書 159 ページから 165 ページ 予）教科書 165 ページから 166 ページ 復）教科書 165 ページから 166 ページ 予）教科書 166 ページから 169 ページ 復）教科書 166 ページから 169 ページ 予）配布プリント 復）板書と配布プリント 予）配布プリント 復）板書と配布プリント 予）教科書 227 ページから 231 ページ 復）教科書 227 ページから 231 ページ 第 16 週 期末試験 成績評価の方法・評価基準 期末試験 ７０％ 中間試験 －％ 小テスト －％ レポート ２０％ 演習課題 －％ 平常点 １０％ 履修条件・備 考 材料力学Ⅰ、Ⅱを単位修得していることが望ましい。 テキスト 現代材料力学 渋谷・本間・斎藤共著 朝倉書店 参考書 320 生 産 工 学 専 攻 破壊力学基礎 （選択 2 単位） １年前期 牧田太郎 授業テーマ・内容 初等材料力学においては材料を均一な連続体として取り扱ったが、実際の材料は多数の原子が一定の間隔で並び、不連続な 状態にある。またその並び方も結晶欠陥や介在物によって乱される箇所がある。また、現実の機械・構造物においては、負荷を受 けた際、最も弱い箇所が壊れてしまえば残りの部分が健在でも使用に支障をきたすことが多いので、き裂をはじめとした欠陥を有 する状態での強度の評価は非常に重要である。 本講義では、応力集中等材料強度の基本事項とき裂周辺の応力の特異性を確認した上で、応力拡大係数等き裂周辺の特異応 力場のきびしさを評価する破壊力学パラメータを紹介する。 その後、疲労・クリープ・応力腐食割れ等でのき裂進展の性質を破壊力学を用いて説明する。また、損傷許容設計についても述 べる予定である。 なお、トピック紹介はリクエストがあった場合対応する可能性がある。 到達目標・ねらい 初等材料力学の知識では評価不能となるき裂先端の負荷の厳しさに対する評価指標としての応力拡大係数等破壊力学パラメー タの概念と、基本的な取り扱いを理解する。また、現実の機械・構造物の破壊パターンである疲労・クリープ・応力腐食割れ等の知 識とそれらへの適用を学ぶ。 授業計画 週 単元 内容 予習/復習 第 1 週 材料の破壊と破壊力学 科目の紹介 第 2 週 転位 一般的な金属の破壊を支配する結晶欠陥 第 3 週 応力集中 応力集中係数による切り欠き部の強度評価 第 4 週 き裂 応力集中係数では対応できない 第 5 週 応力拡大係数 K K によるき裂を有する部材の強度評価 (計算を含む) 第 6 週 弾塑性破壊力学と J 積分 その他の破壊力学パラメータの紹介 第 7 週 疲労(1) 疲労破壊現象の基礎知識 第 8 週 疲労(2) 疲労き裂進展と応力拡大係数範囲ΔK 第 9 週 疲労(3) 疲労き裂進展とき裂開閉口挙動・有効応力拡 大係数範囲ΔK eff 第 10 週 事例紹介 腐食環境下で寿命は延びるか縮むか？ 第 11 週 J 積分によるき裂進展の 評価 高温強度など 第 12 週 応力腐食割れ 応力腐食割れ(SCC)におけるき裂進展の評価 第 13 週 損傷許容設計 データに基づいた検査間隔の決定 第 14 週 トピック紹介 リクエストによる 第 15 週 まとめと演習 これまでのまとめと総合的な演習 第 16 週 期末試験 予）シラバスを読んでおくこと 復）授業内容について復習すること 予）教科書 3.1 を読んでおくこと 復）授業内容の復習・演習の答合わせ 予）材料力学の教科書の 2.6 を読んでおくこ と 復）授業内容の復習・演習の答合わせ 予）教科書 2.3a を読んでおくこと 復）授業内容の復習・演習の答合わせ 予）教科書 2.3b を読んでおくこと 復）授業内容の復習・演習の答合わせ 予）教科書 2.3c を読んでおくこと 復）授業内容の復習・演習の答合わせ 予）教科書 4.1・4.2 を読んでおくこと 復）授業内容の復習・演習の答合わせ 予）教科書 4.6・4.7 を読んでおくこと 復）授業内容の復習・演習の答合わせ 予）教科書 4.3-4.5 を読んでおくこと 復）授業内容の復習・演習の答合わせ 予）これまでの教科書・プリント・ノートを 見直し，疑問点をピックアップ 復）授業内容の復習・演習の答合わせ 予）教科書 5 章を読んでおくこと 復）授業内容の復習・演習の答合わせ 予）教科書 6 章を読んでおくこと 復）授業内容の復習・演習の答合わせ 予）教科書 7 章を読んでおくこと 復）授業内容の復習・演習の答合わせ 予）トピックについて調べておくこと 復）授業内容の復習・演習の答合わせ 予）これまでの教科書・プリント・ノートを見 直し，疑問点をピックアップ 復）授業内容の復習・演習の答合わせ 予）試験勉強 復）答合わせ 成績評価の方法・評価基準 テキスト 期末試験 ８０％ 改訂 材料強度学 中間試験 －％ 日本材料学会 小テスト －％ 参考書 レポート －％ ・材料力学Ⅰの教科書 演習課題 －％ ・機械設計の教科書 平常点 ２０％ 課題等を課した場合は平常点に含める。 履修条件・備 考 材料力学および数学の基礎的な知識を有していることが望ましい。 講義時間中に演習を行う可能性があるので、三角関数計算の可能な電卓を持参すること。 321 生 産 工 学 専 攻 機械力学 （選択 2 単位） １年後期 古石喜郎* 授業テーマ・内容 機械工学における主要な力学は、材料力学、流体力学、熱力学、機械力学の 4 つといわれています。機械力学はその 1 つに位 置づけられています。機械の設計や製作を行うとき、構成する機構や部品にどのような力が作用するかを検討し、その結果、どの ような運動が生じるかを理解することが必要となります。機械力学とは、数学的知識を道具にしながら、機械に作用する力と運動の 関係を定量的に考える科目です。 機械力学は静的つりあいを扱う静力学と力と物体の運動を考える動力学から構成されます。前半の授業では、力の表し方、力の つりあい条件などの静力学を中心におこない、後半の授業では、物体における力と運動変化の関係を表す物理量と、ニュートンの 運動法則と物体の振動等の動力学を学びます。 到達目標・ねらい 機械装置の設計、製作に必要な機械力学の基礎的な知識が修得できます。実践的な問題の演習を通じて、機械力学を実務に 応用できる技術者を目指します。 授業計画 週 単元 内容 予習/復習 第 1 週 ガイダンス 授業内容の説明、SI（国際）単位系について 予）テキストのまえがきをよく読んでおく。 復）国際単位系を再度確認する。 第 2 週 力について 力の表し方、ベクトルとスカラー 予）テキスト第１章の内容を確認しておく。 復）力の大きさ、着力点、作用線を復習。 第 3 週 力の合成 力の合成と分解、力のつりあい、演習 予）テキスト第１章をよく読んでおく。 復）力の合成を解析的に自由にできる。 第 4 週 剛体に働く力 二つの力の合成、力のモーメント、偶力 予）テキスト第２章をよく読んでおく。 復）力のモーメントの定義を理解する。 第 5 週 剛体のつりあい 剛体に働く力、支点と反力、演習 予）テキスト第２章の剛体の意味を調べる。 復）力のつりあいが説明できる。 第 6 週 重心と分布力 重心、重心位置の求め方、演習 予）テキスト第３章の重心の意味を調べる。 復）バリイオンの定理を理解する。 第 7 週 速度と加速度 直線運動、曲線運動、円運動、角速度、角加速 度、演習 予）テキスト第４章をよく読んでおく。 復）速度、加速度の計算が自由にできる。 第 8 週 力と運動法則 ニュートンの運動法則、力と運動の変化 予）テキスト第５章をよく読んでおく。 復）力と物体の運動変化を理解する。 第 9 週 運動方程式 運動方程式の定式化、自由体図、アットウッド の器械、演習 予）物体の運動方程式を確認しておく。 復）運動方程式を導くことができる。 第 10 週 剛体の運動 平面運動、トルク、慣性モーメント 予）テキスト第６章をよく読んでおく。 復）並進運動と回転運動を理解する。 第 11 週 摩擦 ストライベック線図、クーロンの法則、ころがり 摩擦 予）テキスト第７章をよく読んでおく。 復）ストライベック線図を理解する。 第 12 週 仕事とエネルギ 仕事、力学エネルギ、動力、演習 予）テキスト第８章をよく読んでおく。 復）仕事、エネルギ、動力の計算ができる。 第 13 週 運動量と力積 運動量、力積、運動量保存の法則 予）テキスト第９章をよく読んでおく。 復）力積と運動量変化の関係を理解する。 第 14 週 単振動 振幅、振動数、周期、固有振動数、共振 予）テキスト第１０章をよく読んでおく。 復）振動の基礎的事項を把握できる。 第 15 週 総合演習 重要事項の整理、総合演習問題 予）機械力学の重要事項の整理。 復）講義全体を理解し、期末試験に備える。 第 16 週 期末試験 成績評価の方法・評価基準 期末試験 ７０％ 中間試験 －％ 小テスト －％ レポート －％ 演習課題 ２０％ 平常点 １０％ 履修条件・備 考 数学（微分・積分）を履修しておくことが望ましい。 演習では関数電卓を使用する。 テキスト 詳解 工業力学 入江敏博著 オーム社 参考書 322 生 産 工 学 専 攻 機械デザイン工学 （選択 2 単位） １年前期 堀 靖仁 授業テーマ・内容 本講義では、本科の機械設計の内容を深く掘り下げ、主要な機械要素のデザインについて理解させることを目的とする。主に、 ねじ、軸受、歯車に焦点をあて、それらの種類、設計、選定方法について説明を加える。 到達目標・ねらい 圧力容器の蓋を締め付ける時に要するボルトの本数の求め方、転がり軸受けの寿命の求め方、歯車の幾何学が分かるようにな ることを目標とする。 授業計画 週 単元 内容 予習/復習 第 1 週 ねじ（１） 締付けボルトに作用する力（１） 第 2 週 ねじ（２） 締付けボルトに作用する力（２） 第 3 週 ねじ（３） 軸荷重を受けるねじの強度設計 第 4 週 ねじ（４） 締付け力とトルクの目標値 第 5 週 軸受（１） 軸受の種類と潤滑 第 6 週 ジャーナル軸受（１） レイノルズの方程式 第 7 週 ジャーナル軸受（２） 軸受荷重 第 8 週 ジャーナル軸受（３） 摩擦力と摩擦係数 第 9 週 ジャーナル軸受（４） ゾンマーフェルト数と運転条件 第 10 週 転がり軸受（１） ころがり軸受選定と呼び番号 第 11 週 転がり軸受（２） ころがり軸受の寿命 第 12 週 歯車（１） 歯車の種類 第 13 週 歯車（２） 円筒歯車の幾何学 第 14 週 歯車（３） 標準歯車、転位歯車 第 15 週 総合演習 総合演習 第 16 週 期末試験 成績評価の方法・評価基準 期末試験 ６０％ 中間試験 －％ 小テスト －％ レポート －％ 演習課題 －％ 平常点 ４０％ 履修条件・備 考 テキスト 機械設計法 日本材料学会編 参考書 323 予）教科書 87 ページから 89 ページ 復）教科書 87 ページから 89 ページ 予）教科書 87 ページから 89 ページ 復）教科書 87 ページから 89 ページ 予）教科書 85 ページから 87 ページ 復）教科書 85 ページから 87 ページ 予）板書と配布プリント 復）板書と配布プリント 予）教科書 144 ページ 復）教科書 144 ページ 予）教科書 147 ページ 復）教科書 147 ページ 予）配布プリント 復）板書と配布プリント 予）配布プリント 復）板書と配布プリント 予）教科書 149 ページから 150 ページ 復）教科書 149 ページから 150 ページ 予）教科書 153 ページから 155 ページ 復）教科書 153 ページから 155 ページ 予）教科書 156 ページから 160 ページ 復）教科書 156 ページから 160 ページ 予）教科書 169 ページから 172 ページ 復）教科書 169 ページから 172 ページ 予）教科書 172 ページから 174 ページ 復）教科書 172 ページから 174 ページ 予）教科書 175 ページから 178 ページ 復）教科書 175 ページから 178 ページ 予）これまでの内容 復）配布プリント 生 産 工 学 専 攻 材料科学基礎 （選択 2 単位） １年前期 森 英喜 授業テーマ・内容 種々の材料を、種々の条件の下で使おうとした時、その材料が目的にかなった性能を発揮できそうか、ということを、肌感覚で想 像できれば、材料設計に大いに役立つに違いない。そのためには、種々の材料の物理・化学的な性質を出来る限り基礎的なレベ ルから理解し、身につけておくことが必要である。物質の性質は、生命現象まで含めて、物質を構成する原子の持っている「価電 子」の働きによって支配されている。 本講議では簡単な量子力学の説明を行い物質の基本的な性質を理解する。さらに、材料を構造部材として用いる際に必須の知 識となる転位論について導入を行い、その基本的な性質および特性を理解し、とくに金属材料の強度コントロールの知識を学ぶ。 到達目標・ねらい 材料を構造部材として用いる際に必須の知識となる転位論について導入を行い、その基本的な性質および特性を理解し、とくに 金属材料の強度コントロールの知識の修得。 授業計画 週 単元 内容 第 1 週 物質の成り立ち ガイダンス 原子構造について 第 2 週 易しい量子力学 波動方程式 原子の中の電子の様子 第 3 週 原子の結合と分子・結晶 結晶と結晶構造 共有結合 金属結合 第 4 週 金属材料の基礎 合金と相図（平衡状態図） 相律 金属間化合 物 鉄-炭素系状態図 高純度材料 第 5 週 金属の強度と転位(1) 弾性論導入 第 6 週 金属の強度と転位(2) 格子欠陥の種類 空孔、転位、粒界 第 7 週 金属の強度と転位(3) 転位の種類 転位の発生・移動 第 8 週 金属の強度と転位(4) 転位の作り出す応力場・エネルギー 第 9 週 金属の強度と転位(5) 加工硬化・金属強化法 第 10 週 金属の強度と転位(6) 総合演習 第 11 週 セラミックス材料の基礎 無機・有機セラミックス・ガラス材料 第 12 週 複合材料の基礎 カーボンコンポジットの強度 第 13 週 高分子材料の基礎 分子構造の表式 重合反応 第 14 週 各種ポリマー材料の基礎 エポキシ樹脂 アクリル樹脂など 第 15 週 電子材料の基礎 半導体・オプトエレクトロニクス 縮合反応 予習/復習 予）シラバス予習 復）板書メモの整理 予）プリント予習 復）プリント復習 予）プリント予習 復）プリント復習 予）プリント予習 復）プリント復習 予）教科書予習 復）ノート・プリント復習 予）教科書予習 復）ノート・プリント復習 予）教科書予習 復）ノート・プリント復習 予）教科書予習 復）ノート・プリント復習 予）教科書予習 復）ノート・プリント復習 予）教科書予習 復）ノート・プリント復習 予）プリント予習 復）ノート・プリント復習 予）プリント予習 復）ノート・プリント復習 予）プリント予習 復）ノート・プリント復習 予）プリント予習 復）ノート・プリント復習 予）プリント予習 復）ノート・プリント復習 第 16 週 期末試験 成績評価の方法・評価基準 期末試験 ７０％ 中間試験 －％ 小テスト －％ レポート －％ 演習課題 －％ 平常点 ３０％ 履修条件・備 考 テキスト 材料強度学 朝倉書店 参考書 324 生 産 工 学 専 攻 ナノテクノロジー基礎 （選択 2 単位） １年後期 舟橋良次* 授業テーマ・内容 アジア周辺諸国の経済成長、技術拡散により我が国は新たな産業創製の必要に迫られている。また、最近ではエネルギー・環 境問題、ウィルス感染への不安が大きくなり、安全で安心な循環型社会の構築が重要な課題となっている。これを実現するために は新しいエネルギー材料、環境材料、医療機器、センサーが不可欠である。それらを構築する機能材料の性能は日進月歩高めら れている。あるものは物理、あるものは化学、そしてあるものは生物・医学とその分野は多岐にわたる。最先端の基板技術としてナ ノテクノロジーは期待され、大きな産業を生み出しつつある。本講義では原子の発見から始まるナノテクの歴史を振り返ると共に、 各論においては身近な製品を教材にして、ナノスケールでの物理、化学、加工、計測に至るナノテク全般について学ぶ。 到達目標・ねらい ナノテクノロジーを用い開発された技術を通し、その現象、機能の原理を理解する。またナノテクノロジーの製品への応用を学 ぶことで、新しい技術や製品を考え出す力を身につける。 授業計画 週 単元 内容 第 1 週 ナノテクノロジー概要 ナノテクノロジーの世界とは？ 第 2 週 原子・分子の発見 原子・分子の発見に至るまでの研究 第3週 ナノテクノロジーの 歴史Ⅰ ナノテクノロジーの 歴史Ⅱ ドレクスラーの 第5週 ナノテクノロジー ナノカーボン材料 第6週 ～フラーレン～ ナノカーボン材料 第7週 ～カーボンナノチューブ～ 第4週 ファインマンのナノテク 触媒、ナノ観察技術 分子マシーンとアセンブラー フラーレンの発見と合成、構造、機能 カーボンナノチューブの発見と合成、構 造、機能 第 8 週 燃料電池 様々な燃料電池と実用化への課題 第 9 週 ディスプレー 様々なディスプレーの原理と課題 第 10 週 熱電変換 熱電変換とエネルギー問題（実演有り） 第 11 週 超伝導 超伝導現象と実用化への課題（実演有り） 第 12 週 ウィルス ウィルスの正体と医療機器 第 13 週 ナノ金属材料 磁性材料、構造材料とナノテク 第 14 週 ナノ材料の安全性 ナノ材料の危険性と取り扱い 第 15 週 最近のトピックス 身のまわりのナノテク紹介 成績評価の方法・評価基準 期末試験 －％ 中間試験 －％ 小テスト －％ レポート －％ 演習課題 －％ 平常点 ４０％ 試験レポート ６０％ 履修条件・備 考 問答方式による議論型講義。 予習/復習 予）ナノテクノロジーに関する新聞雑誌記 事などに目を通してみる 復）身の回りにあるナノテクノロジー製品を 探してみる 予）周期律表、気体状態方程式について 化学の教科書を見直してみる 復）水分子の発見に至る科学の歴史を整 理する 予）リチャード・ファインマンについて調べ る 復）レーザー加工技術を調べる 予）触媒の意味を調べる 復）電子顕微鏡の種類について整理する 予）エリック・ドレクスラーについて調べる 復）ナノマシーンに必要な技術を考える 予）炭素について調べる 復）オイラーの定理を用いた計算 予）カーボンナノチューブを調べる 復）フラーレンとの違いを整理する 予）燃料電池について調べる 復）燃料電池の種類を整理する 予）ディスプレーの種類を調べてみる 復）LED の原理を整理する 予）排熱利用について調べてみる 復）ゼーベック効果について整理する 予）超伝導について調べる 復）フィッシング効果の原理を理解する 予）ウィルスとは何か調べる 復）ウィルスと細胞の違いを整理する 予）磁石の磁気の源は何か調べる 復）構造材料の強度について整理する 予）ナノ材料による健康被害を調べる 復）ナノ材料の危険性を整理する 予）身の回りのナノテク製品を探す 復）ナノテクによる新製品を考えてみる テキスト なし。講義内容の概要プリントを配布。 参考書 325 生 産 工 学 専 攻 機械加工学 （選択 2 単位） １年前期 村尾邦明* 授業テーマ・内容 材料から必要形状の単体を製造するには、接合により一体化する付加加工、変形加工、切削による除去加工のいずれかによ る。除去加工には刃物による切削、砥石による研削、ペーパーによる研磨などの機械的方法のほか、放電、レーザ、電子ビーム、 プラズマなどを用いる熱的加工法、腐食、電解を用いる電気化学的加工法がある。本講義では、これらの加工法の内、加工を行う 者が最も技術、知識を要求される機械加工、なかでも、刃物やその材料、切削速度、切削抵抗、潤滑、切りくずと切削との関係な ど、工学的技術、知識を必要とする切削加工を中心に、研削のメカニズム、研削方法など研削加工全体、放電加工などの電気科学 的加工技術の概略等を学ぶ。 到達目標・ねらい 切削加工に使用される様々な機械と、その機械を扱うのに必要な基礎知識を学び、その機械を合理的、効率的に使用するため の工学的技術を習得する。また研削加工のメカニズムを理解し様々な研削加工法を知る。さらに電気科学的加工法の概略を知る。 授業計画 週 単元 内容 予習/復習 第 1 週 材料加工概説 付加加工、変形加工、除去加工 予）テキストの 1～4 頁まで読むこと。 復）章末の演習問題を考える。 第 2 週 切削加工概説 切削加工法の種類、切削加工法の変遷 予）テキストの 5～9 頁まで読むこと。 復）ボール盤と他の切削加工との違いを考える。 第 3 週 切削加工の基礎 第 4 週 切削加工用工具 切削機構、切りくずの生成形態、２次元切削の力 学 切削工具の基本形状、バイト・フライス・ドリルの 形状 第 5 週 切削抵抗 バイトによる切削抵抗、切削抵抗の計算 第 6 週 切削速度 切削速度と工具寿命、経済切削速度、切削温度 第 7 週 切削工具材料 ハイス、超硬合金、サーメット、セラミックスなど 第 8 週 工具損耗と仕上面 工具損耗の種類、切削速度と工具損耗、仕上面 の形状 第 9 週 切削油剤 第 10 週 特殊加工（切削） 切削油剤の種類、油剤の選択と問題点、油剤の 供給方式 高速切削、高温切削、低温切削、振動切削、弾 性切削 第 11 週 研削加工１ 研削のメカニズム、研削といし、研削加工の形態 第 12 週 研削加工２ 研削盤の種類、高能率加工、新材料の加工 第 13 週 研磨加工１ 強制加工と加圧加工、固定と粒による加工 第 14 週 研磨加工２ 半固定と粒による加工、遊離と粒による加工 予）テキストの 10～17 頁を読むこと。 復）式２－４を１自ら求めよ。 予）テキストの 18～24 頁まで読むこと。 復）図２．２０の各名称を覚えよ。 予）切削抵抗について調べる。 復）切削速度を上げた時に切削抵抗が増した場 合その原因を考えよ。 予）切削速度について調べる。 復）（2.18）式で何故ｎが小さい程工具寿命が切 削読度に敏感といえるか。 予）切削工具材料について調べる。 復）CBN のダイヤモンドより優れた性質は何かを かを示せ。 予）切削速度と工具損耗の関係について調べる。 復）表2.7に示される損耗の絵を見て損耗の種類 をいえるようにする。 予）テキストの 61～66 頁を読むこと。 復）切削油剤の問題点を考えよ。 予）テキストの６７～74 頁を読むこと。 復）章末の演習問題を考えよ。 予）テキストの 75～８６頁を読むこと。 復）研削と石の自生作用とはなにか。 予）研削盤について調べる。 復）研削盤の種類にはどんなものがあるか。 予）加圧加工について調べる。 復）加圧加工の場合何故平滑化が自然に行われ るかを考えよ。 予）テキストの 112～131 頁を読む。 復）章末の演習問題を考えよ。 放電加工、電子ビーム加工、レーザー加工、電 予）テキスト 133～142 頁を読む。 解加工など 復）章末の演習問題を考えよ。 成績評価の方法・評価基準 テキスト 期末試験 －％ 材料加工学 ―機械加工編― 中間試験 －％ 足立勝重他著 朝倉書店 小テスト －％ レポート ４０％ 参考書 演習課題 ４０％ 平常点 ２０％ 履修条件・備 考 第 15 週 特殊加工 326 生 産 工 学 専 攻 生産システム工学 （選択 2 単位） １年後期 大坂吉文* 授業テーマ・内容 生産活動は、素材（インプット）から製品（アウトプット）への変換に関する“物の流れ”とそれを設計（製品の設計、工程の設計、工 場の設計）し、管理（計画―実施―統制）する“情報の流れ”が融合（同期化）されて、さらに発生原価の低減を経済的に行う“価値 の流れ”が統合されることにより効率化される。 固有の生産技術（ハードテクノロジィ）に生産管理、情報管理、コストエンジニアリングなど生産の管理技術（ソフトテクノロジィ）を 有機的に結合されねばならない。 そのような観点から本講義は最初に生産システムとは何か、生産システムの概念と基本構成ならびに生産システムの評価方法 を学び、次に生産システムの構築の方法を修得する。 また、そのシステムを自動化するための方法、或いは生産システムに必要な手法を学び、更に理解を深めるために最新の企業 における実施例を紹介する。 到達目標・ねらい 生産システムを検討する場合に、構成する要素の整理、メカニズムの把握後、システムの構築を行うが、その手順、方法、評価 方法をよく理解し、実社会で応用できることを目標とする。 授業計画 週 単元 内容 第 1 週 ガイダンス 授業計画の概要 第 2 週 生産システムとは 生産システムの概要と生産形態 第3週 第4週 第5週 第6週 第7週 第8週 第9週 第 10 週 第 11 週 生産のプロセス・システム （１） 生産のプロセス・システム （２） 生産のプロセス・システム （３） 生産のプロセス・システム （４） 生産のﾏﾈｼﾞﾒﾝﾄ・システム （１） 生産のﾏﾈｼﾞﾒﾝﾄ・システム （２） 生産のﾏﾈｼﾞﾒﾝﾄ・システム （３） 生産のﾏﾈｼﾞﾒﾝﾄ・システム （４） 生産のﾏﾈｼﾞﾒﾝﾄ・システム （５） 物の流れと情報の流れ 工程計画 作業設計 ライン生産方式 生産計画 製品構成と資材所要量計画 生産のスケジューリング プロジェクト・スケジューリング 在庫管理 第 12 週 生産コントロール（１） ＪＩＴ生産方式と品質管理 第 13 週 生産コントロール（２） 設備管理 第 14 週 生産の価値システム 原価管理 第 15 週 生産の情報システム ｺﾝﾋﾟｭｰﾀ統括自動生産システム 予習/復習 予）シラバスに目を通し、授業概要を 把握しておくこと 復）配布レジメ熟読 予）テキスト１章熟読 復）生産の基本、システムの基本 予）テキスト２章１，２節熟読 復）ﾛｼﾞｽﾃｨｯｸｽ、ﾏﾃ･ﾊﾝ 予）テキスト２章３節熟読 復）工程設計、工程分析 予）テキスト２章３節熟読 復）動作研究、時間研究 予）テキスト２章３節熟読 復）ラインバランス分析 予）テキスト３章１，２節熟読 復）線形計画法 予）テキスト３章１，２節熟読 復）ＭＲＰ 予）テキスト３章３節熟読 復）ガントチャート、ﾌﾛｰｼｮｯﾌﾟ 予）テキスト３章３節熟読 復）ＰＥＲＴ 予）テキスト３章４節熟読 復）定期・定量発注管理方式 予）テキスト３章５節熟読 復）トヨタ生産管理方式 予）テキスト３章３節熟読 復）保全計画、信頼性工学 予）テキスト４章 復）原価の流れ、構成、損益計画 予）テキスト５章熟読 復）ＣＩＭ、ＣＡＤ、ＣＡＭ、ＦＭＳ 第 16 週 期末試験 成績評価の方法・評価基準 テキスト 期末試験 ５０％ 入門編「生産システム工学」第５版 人見勝人著 共立出版 中間試験 －％ 参考書 小テスト ３０％ 「経営工学の実践」 レポート －％ 日本経営工学会関西支部編 中央経済社 演習課題 －％ 平常点 ２０％ 履修条件・備 考 予習・復讐を必ずし、授業には、ノート、電卓、定規を持参下さい。授業には、電卓、定規を持参下さい。 327 生 産 工 学 専 攻 数値解析とコンピュータグラフィックス （選択 2 単位） １年後期 脇谷俊一 授業テーマ・内容 最近では、科学技術分野、映画や TV などのエンターテイメント分野にとどまらず、コンピュータグラフィックス（CG）を用いたビ ジュアル表現は、デザイン、広告、DTP、ビジネスプレゼンテーションに至るまで、様々な分野に拡がっている。ここでは、CG の歴 史などの概要から２次元および３次元 CG の基礎的内容について学ぶ。それらの基礎的知識の修得を理解するとともに、実際に、 代表的な２次元 CG ソフトウェアである Illustrator あるいは Photoshop を用いたグラフィックデザイン演習を行う。次に、表計算ソフト ウェア Excel の持つ分析ツールや反復演算機能などを利用して、プログラミングを必要としない数値シミュレーション技術について 学ぶ。 到達目標・ねらい 本講義・演習を通じて、CGソフトウェアを実際に体験しながらCGの基礎を理解する。さらにExcel の機能を利用して、プログラミ ングを必要としない数値シミュレーション技術の修得を目指す。 授業計画 週 単元 第 1 週 CG の概要 第 2 週 ２次元 CG の基礎 第 3 週 ３次元 CG の基礎 内容 予習/復習 CG とは、CG の歴史、CG の応用 ベジェ曲線と B-スプライン曲線、画像生成プロ グラム ３次元物体モデルのモデリング、レンダリング 技法 第 4 週 CG ソフトウェア実習（１） Illustrator 基本操作（１） 第 5 週 CG ソフトウェア実習（２） Illustrator 基本操作（２） 第 6 週 CG ソフトウェア実習（３） Illustrator デザイン演習 第 7 週 CG ソフトウェア実習（４） Illustrator デザイン演習 第 8 週 CG ソフトウェア実習（５） Illustrator デザイン演習 第 9 週 数値解析の概要 Excel による数値計算の概要、ノイズ波、ひず み波 第 10 週 数値シミュレーション（１） 分析ツールの利用（フーリエ解析） 第 11 週 数値シミュレーション（２） 第 12 週 数値シミュレーション（３） 第 13 週 数値シミュレーション（４） 常微分方程式を解く（差分法、過渡現象、減衰 振動） 偏微分方程式を解く（１次元熱伝導方程式、陽 解法・陰解法） 偏微分方程式を解く（２次元拡散方程式、陽解 法・陰解法） 第 14 週 数値シミュレーション（５） 偏微分方程式を解く（ポテンシャル流） 第 15 週 数値シミュレーション（６） カオス問題を解く（ローレンツ・アトラクタ等） 成績評価の方法・評価基準 期末試験 －％ 中間試験 －％ 小テスト －％ レポート ６０％ 演習課題 ３０％ 平常点 １０％ 履修条件・備 考 テキスト プリント 参考書 328 予）シラバスを読んでくる 復）配布プリント 予）配布プリント 復）配布プリント 予）配布プリント 復）配布プリント 予）サンプルファイル 復）サンプルファイル 予）サンプルファイル 復）サンプルファイル 予）提出課題 復）提出課題 予）提出課題 復）提出課題 予）提出課題 復）提出課題を完成させる 予）Excel の操作 復）配布プリント 予）配布プリント 復）配布プリント 予）配布プリント 復）配布プリント 予）配布プリント 復）配布プリント 予）配布プリント 復）配布プリント 予）配布プリント 復）配布プリント 予）配布プリント 復）レポート課題に取り組む 生 産 工 学 専 攻 トライボロジー （選択 2 単位） １年後期 牧田太郎 授業テーマ・内容 相互に影響しあう表面の問題を取り扱うトライボロジーは、従来潤滑工学と呼ばれていた分野を含む学問分野である。 本講義では、まず固体表面の性質・摩擦・摩耗・潤滑剤といったトライボロジーの基礎的項目について述べる。 その後、トライボロジーの諸問題の中でも要因が複雑にからみ合う例として、表面損傷の一形態である転がりすべり疲労の問題 をとりあげ、接触圧力・摩擦係数・表面粗さ・潤滑剤・母材強度・表面硬度などが寿命や破壊形態に影響を及ぼしていく様子を調べ ていく。 なお受講者からのリクエストがあれば工場や日常生活における潤滑問題について討論する時間を設ける可能性がある。積極的 な参加を期待する。 到達目標・ねらい 単独の表面から始まり、接触・相対運動と積み上げていくことにより、高校で学ぶクーロン・アモントンの法則や現場の経験則をよ りよく理解し、さらにそれを超えた対処の可能性を有するようになる。 また、現実の摩擦･摩耗・潤滑問題が、複数のメカニズムが働くことによって複雑化する経緯を理解し、問題を扱うに当たって複 数の視点･考え方をもつことの重要性を理解する。 授業計画 週 単元 第 1 週 トライボロジーとは 第 2 週 固体の表面 第 3 週 接触問題 第 4 週 摩擦(1) 第 5 週 摩耗(2) 第 6 週 潤滑(1) 第 7 週 潤滑(2) 第 8 週 潤滑(3) 第 9 週 表面損傷 第 10 週 摩耗 第 11 週 転がりすべり疲労(1) 第 12 週 転がりすべり疲労(2) 第 13 週 潤滑剤と トライボマテリアル 第 14 週 事例紹介 第 15 週 まとめ、質疑応答 第 16 週 期末試験 内容 予習/復習 予）シラバスを読んでおくこと 復）授業内容について復習すること 固体の表面はどうなっているのか(単独の表面 予）教科書 2.1・2.4 を読んでおくこと の話) 復）授業内容の復習・演習の答合わせ 接触問題とヘルツの公式(二つの表面が接触 予）教科書 2.5 を読んでおくこと する) 復）授業内容の復習・演習の答合わせ 摩擦について(二つの表面が接触して相対的 予）教科書 3.1 を読んでおくこと に動く) 復）授業内容の復習・演習の答合わせ 予）教科書 3.1 を読んでおくこと 摩擦について(「真実接触」「凝着」の視点から) 復）授業内容の復習・演習の答合わせ 予）教科書 4～6 章を見ておくこと 潤滑油を加えるとどうなるのか(潤滑理論) 復）授業内容の復習・演習の答合わせ 予）教科書 4.4 を読んでおくこと 潤滑油を加えるとどうなるのか(実務上の注意) 復）授業内容の復習・演習の答合わせ 予）教科書 7 章を見ておくこと 表面粗さ等の影響と境界潤滑問題 復）授業内容の復習・演習の答合わせ 予）教科書 8 章を見ておくこと 各種表面損傷の紹介 復）授業内容の復習・演習の答合わせ 予）教科書 8.1 を読んでおくこと 「凝着」の視点から 復）授業内容の復習・演習の答合わせ 軸受・歯車・圧延ロールのピッチング、フレーキ 予）教科書 8.3 を読んでおくこと ング、スポーリング 復）授業内容の復習・演習の答合わせ 転がりすべり疲労破壊のメカニズム 予）教科書 P211-212 を読んでおくこと 内部発生説と表面発生説・Way のメカニズム 復）授業内容の復習・演習の答合わせ 予）教科書 9・10 章を見ておくこと 潤滑油・グリース・固体潤滑剤など 復）授業内容の復習・演習の答合わせ 予）トピックについて調べておくこと リクエストによる 復）授業内容の復習・演習の答合わせ 予）これまでの教科書・プリント・ノート まとめと質疑応答 を見直し，疑問点をピックアップ 復）授業内容の復習・演習の答合わせ 予）試験勉強 復）答合わせ テキスト トライボロジー 山本・兼田 共著 オーム社 定義とその重要性 成績評価の方法・評価基準 期末試験 ８０％ 中間試験 －％ 小テスト －％ レポート －％ 参考書 演習課題 －％ 平常点 ２０％ 課題等を課した場合は平常点に含める 履修条件・備 考 講義時間中に演習を行う可能性があるので、電卓等を持参すること。 329 生 産 工 学 専 攻 流れ学 （選択 2 単位） １年後期 浅尾慎一 授業テーマ・内容 様々な流れ現象を取り扱う力学は流体力学である。この力学の理論と応用について講義する。まず、流体、流れ現象を取り上 げ、その力学の理論的骨格の概要を説明する。次に完全流体とその理論、理論の取り扱い方と応用、粘性流体､その理論の取り扱 いと応用、境界層流れなどについて講義する。更に渦、遷移、乱流、流れの複雑化現象についても言及する。 到達目標・ねらい 流体とその性質、完全流体の流れの理論、ベルヌーイの定理とその応用、粘性流体の流れによる物体に働く力の求め方、境界 層流れの様子などについて演習を通じて理解を深め、流れ学の基礎力、応用力を身に付けることを目標とする。 授業計画 週 単元 内容 予習/復習 第 1 週 ガイダンス 授業内容の説明 第 2 週 流体現象 連続体としての流体、流体の力学的性質 第 3 週 静止流体の力学 圧力，全圧力と圧力の中心，浮力 第 4 週 運動流体の力学 ベルヌーイの定理と応用、運動量の法則 第 5 週 完全流体の力学 1 流体運動の記述法と流れの基礎方程式 第 6 週 完全流体の力学 2 速度ポテンシャルと流れ関数、複素速度ポテ ンシャルとその代表的な流れ 第 7 週 ２次元翼理論 ジューコフスキー翼にかかる揚力と抗力 第 8 週 粘性流体の流れ 1 変形速度と応力、相似法則 第 9 週 粘性流体の流れ 2 ナビエ・ストークス方程式、厳密解、ストークス の抵抗法則 第 10 週 流れの遷移 レイノルズ数、層流と乱流、遷移 第 11 週 境界層流れ 1 平板上の層流境界層、境界層厚さ 第 12 週 境界層流れ 2 摩擦抗力、抗力係数 第 13 週 乱流 1 乱流の基礎、レイノルズ応力、ブシネの理論 第 14 週 乱流 2 円筒内乱流、粘性底層、乱流境界層 第 15 週 圧縮性流体 圧縮性流体の性質 第 16 週 期末試験 成績評価の方法・評価基準 期末試験 ８０％ 中間試験 －％ 小テスト －％ レポート －％ 演習課題 －％ 平常点 ２０％ 履修条件・備 考 予）流体工学 I の内容 復）流体工学 I の内容 予）教科書の 1 章、2 章の内容 復）教科書の 1 章、2 章の内容 予）教科書の 3 章の内容 復）教科書の 3 章の内容 予）教科書の 4 章、5 章の内容 復）教科書の 4 章、5 章の内容 予）教科書の 8 章の内容 復）教科書の 8 章の内容 予）教科書の 9 章の内容 復）教科書の 9 章の内容 予）教科書の 10 章の内容 復）教科書の 10 章の内容 予）教科書の 11.1～11.3 の内容 復）教科書の 11.1～11.3 の内容 予）教科書の 11.4～11.5 の内容 復）教科書の 11.4～11.5 の内容 予）教科書の 12.4 の内容 復）教科書の 12.4 の内容 予）教科書の 12.1～12.3 の内容 復）教科書の 12.1～12.3 の内容 予）教科書の 7 章の内容 復）教科書の 7 章の内容 予）教科書の 13.1～13.2 の内容 復）教科書の 13.1～13.2 の内容 予）教科書の 13.3～13.4 の内容 復）教科書の 13.3～13.4 の内容 予）教科書の 14 章の内容 復）教科書の 14 章の内容 予）ここまでの復習 テキスト 基礎 流体力学 基礎流体力学編集委員会 編 産業図書 参考書 330 生 産 工 学 専 攻 熱移動論 （選択 2 単位） １年前期 脇谷俊一 授業テーマ・内容 移動論は粘性流体の運動量移動、各種形態の熱移動、拡散等の物質移動現象を取り扱う基礎工学の一つであり、エネルギー変 換工学の基礎をなすものである。ほとんどあらゆる工業上のプロセスは熱移動現象を含んでおり、また、昨今のエネルギーや環境 問題を解決していくうえでも、技術者にとって移動論の知識は必要不可欠であるといえる。本講義では熱移動現象に焦点を絞り、 基礎理論を講義すると共に、演習を通してその理解を深めさせる。本講義を通じて、機械技術者として必要なエネルギー変換工学 の基礎知識を修得させる。 到達目標・ねらい 熱移動論における基礎的事項、各種物体に対する熱伝導、強制対流熱伝達の基礎、特に熱通過、伝熱量の求め方などについ て講義、演習を通じて理解を深め、熱移動論の基礎力、応用力を身に付けることを目標とする。 授業計画 週 単元 内容 予習/復習 第 1 週 伝熱の三形態 伝熱の三形態について 第 2 週 熱伝導の基礎理論 フーリエの法則と熱伝導率 第 3 週 熱伝導の基礎方程式 熱伝導方程式 第 4 週 一次元定常熱伝導 平板内温度分布と伝熱量、多層平板 第 5 週 定常熱伝導、円管 円管壁内の温度分布と伝熱量、多層管 第 6 週 定常熱伝導、中空球 中空球の殻内の温度分布と伝熱量、保温材 第 7 週 熱通過、平面板 第 8 週 熱通過、円管 固体内熱伝導、固体表面と周囲流体との間の 対流伝熱 管内流体及び管外流体と円管との間の熱の授 受 第 9 週 フィンの伝熱 １ 棒状フィンの伝熱 第 10 週 フィンの伝熱 ２ 四角フィンの伝熱、フィン効率 第 11 週 対流伝熱 熱伝達率、対流伝熱の基礎 第 12 週 対流伝熱の理論 対流伝熱の基礎方程式、対流伝熱の相似則 第 13 週 強制対流伝熱 境界層と熱伝達 第 14 週 熱交換器 二重管式熱交換器について 第 15 週 放射伝熱 放射伝熱について 予）教科書の第 1 章の内容 復）伝熱の三形態 予）教科書の 2.1.1 の「フーリエの法 則」 復）演習問題(配布プリント)を解く 予）教科書の 2.1.2、2.1.3 の内容 復）熱伝導方程式 予）教科書の 2.2.1 の内容 復）演習問題(配布プリント)を解く 予）教科書の 2.2.2 の内容 復）演習問題(配布プリント)を解く 予）教科書の 2.2.3、2.2.4 の内容 復）演習問題(配布プリント)を解く 予）教科書の 2.3.1、2.3.2 の内容 復）演習問題(配布プリント)を解く 予）教科書の 2.3.3、2.3.4 の内容 復）演習問題(配布プリント)を解く 予）教科書の 2.4.1 の内容 復）演習問題(配布プリント)を解く 予）教科書の 2.4.2、2.4.3 の内容 復）演習問題(配布プリント)を解く 予）教科書の 3.1 の内容 復）演習問題(配布プリント)を解く 予）教科書の 3.2 の内容 復）演習問題(配布プリント)を解く 予）教科書の 3.3 の内容 復）演習問題(配布プリント)を解く 予）教科書の第6章「熱交換器」の内容 復）演習問題(配布プリント)を解く 予）教科書の第5章「放射伝熱」の内容 復）放射伝熱 第 16 週 期末試験 成績評価の方法・評価基準 期末試験 ７０％ 中間試験 －％ 小テスト －％ レポート －％ 演習課題 ２０％ 平常点 １０％ 履修条件・備 考 テキスト 伝熱学の基礎 吉田駿 著 参考書 331 オーム社 生 産 工 学 専 攻 機械情報制御工学 （選択 2 単位） １年前期 二井見博文 授業テーマ・内容 メカトロニクスとは、機械(メカニズム)と電子(エレクトロニクス)を融合して作られた言葉である。メカトロニクスは、機械を電子・制御 技術により、高度化・知能化を行なうための技術である。身の回りにある高度な工業製品のほとんどはメカトロニクス技術により作ら れている。機械情報制御工学では、メカトロニクスを中心に、機械・電子・情報・制御の個々の技術について広く学ぶ。 そして、そ れらを統合したシステムについて学ぶ。本講義では、多くの身近な実例を挙げながら、メカトロニクス技術を中心に学んでいく。 到達目標・ねらい ロボットなど高度な最新技術は、要素技術をシステムとして統合したものである。各要素技術の基礎について理解するとともに、 それらを統合するシステム設計について理解することを目標とする。 授業計画 週 単元 内容 予習/復習 第 1 週 メカトロニクス メカトロニクス技術 第 2 週 制御工学１ モデリング 第 3 週 制御工学２ ラプラス変換・伝達関 第 4 週 センサ１ 代表的なセンサ 第 5 週 センサ２ 変換方式・信号処理 第 6 週 アクチュエータ１ モータ，直動機器 第 7 週 コンピュータ ハードウェア，ソフトウェア 第 8 週 機械設計１ 機械要素，加工法 第 9 週 機械設計２ 設計製図 第 10 週 制御機器設計１ 制御系の設計手順，フィードバックシステム 第 11 週 制御機器の実装 マイコン，OS 第 12 週 解析 信号解析 第 13 週 上位システムの設計 モーションコントロール 第 14 週 応用事例 ロボット 第 15 週 まとめ 機械情報制御工学をまとめる 成績評価の方法・評価基準 期末試験 －％ 中間試験 －％ 小テスト －％ レポート ７０％ 演習課題 ３０％ 平常点 －％ 履修条件・備 考 予）シラバスをよむ 復）身近なメカトロニクス機器 予）p14～p27 復）p36－p37 予）p28～p37 復）p36－p37 予）p39～p58 復）p64－p65 予）p59～p65 復）p64－p65 予）p67～p88 復）p87－p88 予）p89～p113 復）p110－p111 予）p113～p124 復）p133－p134 予）p125～p134 復）p133－p134 予）p135～p158 復）p157－p158 予）p159～p181 復）p178－p179 予）p181～p199 復）p196－p197 予）p200～p217 復）p216－p217 予）p219～p233 復）p233 予）ノートを見直す 復）まとめを行う テキスト 参考書 メカトロニクス概論 古田勝久 オーム社 332 生 産 工 学 専 攻 機械工学演習 （選択 2 単位） １年後期 小池 稔 授業テーマ・内容 本科目は、機械工学の主たる分野である、3 力学（材料力学、流体力学、熱力学）の基礎力の定着を図る科目である。 専攻科修了後、大学院に進学するにせよ、若手技術者として社会に出るにせよ、機械工学科（またはものづくり創造工学科）や 生産工学専攻で学んだ機械工学の知識は、有用なものである。しかしながら、数々の演習問題を解いてきてはいるものの、単位修 得・高得点獲得に力点を置いた学習方法を採る場合が多く、必ずしも、各科目の内容について、定着の域に達していない学生が 多いのではないだろうか？ 毎回、授業開始時に、前回の授業内容に関する小テストを行う。学生に黒板上で解答してもらい、口頭説明も加えてもらう。次 に、前の週に受講学生に割り当てた演習問題の解答を書いたレポート（のコピー）を受講学生全員に配布し、これを使って解答の 解説を行う。解答解説に疑問を持った他の学生は質問を行い、解説した学生がそれに応答する。基礎知識の深化だけでなく、プ レゼンテーション能力の向上も望めると考えている。 到達目標・ねらい 本科目では、修得分野を 3 力学に絞り込み、演習を通して、基礎事項の更なる定着を目指すこととする。与えられた演習問題に ついてただ単に答を紙上で導くだけでなく、黒板等で解説を行い、他者に説明できるレベルまで理解度を向上させることを目標と する。 授業計画 週 単元 内容 第 1 週 ガイダンス 授業内容の説明 第 2 週 熱力学に関する演習（１） 量と単位 第 3 週 熱力学に関する演習（２） 熱力学の第一法則 第 4 週 熱力学に関する演習（３） 理想気体の状態変化 第 5 週 熱力学に関する演習（４） 熱機関 流体力学に関する 演習（１） 流体力学に関する 第7週 演習（２） 流体力学に関する 第8週 演習（３） 流体力学に関する 第9週 演習（４） 第6週 第 10 週 総合演習および補遺（１） 材料力学に関する 演習（１） 材料力学に関する 第 12 週 演習（２） 材料力学に関する 第 13 週 演習（３） 材料力学に関する 第 14 週 演習（４） 第 11 週 第 15 週 総合演習および補遺（２） 静水力学 ベルヌーイの定理 運動量の定理 管路および流体抵抗 第 2 週～第 9 週の演習の補足を行う 単軸応力 はりの曲げ 棒のねじり 長柱の座屈 第 11 週～第 15 週の演習の補足を行う 予習/復習 予）授業計画の通読 復）各参考書の目次の確認 予）担当問題の発表準備 復）発表資料の修正 予）担当問題の発表準備 復）発表資料の修正 予）担当問題の発表準備 復）発表資料の修正 予）担当問題の発表準備 復）発表資料の修正 予）担当問題の発表準備 復）発表資料の修正 予）担当問題の発表準備 復）発表資料の修正 予）担当問題の発表準備 復）発表資料の修正 予）担当問題の発表準備 復）発表資料の修正 予）各修正箇所の点検 復）補足事項の確認 予）担当問題の発表準備 復）発表資料の修正 予）担当問題の発表準備 復）発表資料の修正 予）担当問題の発表準備 復）発表資料の修正 予）担当問題の発表準備 復）発表資料の修正 予）各修正箇所の点検 復）補足事項の確認 第 16 週 期末試験 成績評価の方法・評価基準 テキスト 期末試験 ４０％ 詳解 機械工学演習 中間試験 －％ 酒井俊道 編 清水真佐男 他著 共立出版 小テスト ２０％ レポート ２０％ 参考書 演習課題 １０％ 材料力学、流体力学、熱力学の各教科書 平常点 １０％ 履修条件・備 考 本科において 3 力学（材料力学、流体力学、熱力学）の各科目を修得していることが望ましい。 本科目は、主に大学院進学予定者および編入学予定者を対象とする科目である。 333 生 産 工 学 専 攻 燃焼工学 （選択 2 単位） １年前期 竹内誠一 授業テーマ・内容 現代社会における熱エネルギー供給はその大部分が化石燃料の燃焼によってまかなわれており、それによる燃料資源の枯渇 や地球環境汚染が問題視されている｡そのため燃料資源の有効利用技術の革新や代替エネルギーの開発、さらには低汚染燃焼 技術の開発などが強く望まれており、それらの社会的要請に対応する燃焼工学に課せられる期待は非常に大きい｡本講義では、 燃焼現象の物理的・化学的性質、各種燃料の燃焼形態と燃焼過程など燃焼現象の基礎知識を習得する｡また燃焼工学は、近年非 常に注目されている国家資格であるエネルギー管理士の試験課目の 1 つであり、その試験対策も兼ねて燃焼計算の演習も行う。 到達目標・ねらい 各種燃料に関する知識や燃焼現象に関する基礎知識を講義・演習を通じて身につけ､燃焼を予測し制御する技術に関する考え 方の修得とエネルギー有効利用技術への応用力を身に付けることがねらいである。 授業計画 週 単元 内容 予習/復習 第 1 週 「燃焼」 とは 燃焼工学の概要説明 燃焼の定義・燃焼の歴史について 第 2 週 燃料論１ 各種燃料について 第 3 週 燃料論２ 燃料試験法について 第 4 週 燃焼反応 燃焼反応と基礎式について 第 5 週 燃焼計算１ 燃焼計算について 第 6 週 燃焼計算２ 理論空気量および空気比について 第 7 週 燃焼計算３ 燃焼ガス量について 第 8 週 燃焼計算４ 断熱火炎温度について 第 9 週 燃焼計算５ まとめ 第 10 週 気体燃料の燃焼１ 層流予混合火炎の火炎構造、火炎伝播につい て 第 11 週 気体燃料の燃焼２ 層流予混合火炎の火炎安定性について 第 12 週 気体燃料の燃焼３ 乱流予混合燃焼について 第 13 週 気体燃料の燃焼４ 拡散燃焼について 第 14 週 液体燃料・固体燃料の 燃焼 第 15 週 燃焼生成物 液体燃料および固体燃料の燃焼について 燃焼ガス中に含まれる汚染物質とその低減方 法について 第 16 週 期末試験 成績評価の方法・評価基準 期末試験 ８０％ 中間試験 －％ 小テスト －％ レポート －％ 演習課題 －％ 平常点 ２０％ 履修条件・備 考 予）シラバスの熟読 復）燃焼の定義・燃焼の歴史 予）教科書の第 1 章の内容 復）各種燃料の特性 予）教科書の第 1 章の内容 復）燃料試験法 予）教科書の 1.3 の内容 復）燃焼反応と基礎式 予）配布プリントの熟読 復）演習問題（配布プリント）を解く 予）配布プリントの熟読 復）演習問題（配布プリント）を解く 予）配布プリントの熟読 復）演習問題（配布プリント）を解く 予）配布プリントの熟読 復）演習問題（配布プリント）を解く 予）配布プリントの熟読 復）演習問題（配布プリント）を解く 予）教科書の 4.1、4.2.1 の内容 復）予混合火炎の火炎構造、火炎伝播 予）教科書の 4.2.1 の内容 復）層流予混合火炎の火炎安定性 予）教科書の 4.2.2 の内容 復）乱流予混合燃焼 予）教科書の 4.3 の内容 復）拡散燃焼 予）教科書の第 5 章・第 6 章の内容 復）液体燃料および固体燃料の燃焼 予）配布プリントの熟読 復）汚染物質と低減方法 予）試験勉強 復）試験のやり直し テキスト 燃焼工学入門 －省エネルギーと環境保全のための－ 水谷幸夫 著 森北出版 参考書 334 生 産 工 学 専 攻 生産工学実験 （必修 6 単位） １年前後期、２年前期 実験担当教員 授業テーマ・内容 この科目は、本科において履修した個々の基礎知識・技術と専攻科後半における各自の研修との橋渡しをする目的をもって行 われる複合練習実験科目である。 この実験では、個々の単位操作に習熟すると共に、それらを総合して各人の生産工学研修に役立たせるための訓練を行うこと をその目標としている。したがって、実験内容は学生各人ごとに異なる。 到達目標・ねらい この実験では、個々の単位操作に習熟すると共に、それらを総合して各人の生産工学研修に役立たせるための訓練を行うこと をその目標としている。なお、各自の実験成果は研修レポートとしてまとめる。 授業計画 具体的実験テーマやその進め方については、生産工学研修のテーマとの関連を考慮し、指導教員等と相談の上で決定する。 成績評価の方法・評価基準 平常点やレポートによって評価する。 テキスト 参考書 履修条件・備 考 生産工学研修のテーマ参照 335 生 産 工 学 専 攻 生産工学研修 （必修 12 単位） １年後期、２年前後期 研修担当教員 授業テーマ・内容 本科目では、本科および専攻科での履修により個別に習得した知識を、特定の研修テーマの下で統合化し、生産工学の知恵と して身に付けるための訓練を行う。 研修テーマは、指導教員の提案と学生の希望に基づいて、各人ごとに決定される。 到達目標・ねらい 指導教員の提案と学生の希望に基づいて決めた研修テーマについて、２年間の研修を行い、各自研修レポートとしてまとめ る。 授業計画 本研修では、日々の実施計画立案、研修実行は学生の自己責任の下に行うこととするが、必要に応じて指導教員の助言・指導 を受けるものとする。テーマについては下記の通りとし、指導教員と相談の上、決定する。 （テ－マ） ・ 熱流体のエネルギー変換システム及び各種流体の流れ機構の研究 ・ 溶鋼中非金属介在物の形態制御に関する基礎的研究 ・ 階段昇降ロボットの研究 ・ 風力発電システム導入のための風況調査及び各種発電用風車の試作研究 ・ 機械部品・材料の疲労および摩耗特性に関する研究 ・ 高密度ポリエチレンのクリープ特性の評価 ・ 熱音響現象に関する研究 ・ マイクロフレームに関する燃焼解析 ・ 移動埋め込み格子法を用いた流動シミュレーションに関する研究 ・ マランゴニ対流の研究 ・ 高温水中における炭素鋼溶接部の応力腐食割れに関する研究 ・ 分散型生産システムの現状調査とその将来性に関する研究 ・ イメージベースモデリングによる各種材料の３次元化 成績評価の方法・評価基準 テキスト ２年次前期末に口頭発表による中間報告、また、同後期末に 口頭および文書による（最終）報告を行い、これらの結果を総合 して評価する。 参考書 履修条件・備 考 336 生 産 工 学 専 攻 学外実習Ⅰ （必修 1 単位） １年前期の定められた期間 生産工学専攻主任 授業テーマ・内容 本科目の目的は、企業における総合的視野に立つ判断や企業的合理性追及などを体験し、さらにリーダーエンジニアとしての 指導性や協調性の重要さを実感することにある。 このために、企業内の現場管理室、生産技術室、研究開発室などにおいて、専門を生かした現場体験学習あるいは理論実践学 習を行う。 到達目標・ねらい 企業全体の仕組み（組織）、各部署の役割を把握し、実習部署において中堅リーダーエンジニアに必要な技術を修得する。 授業計画 本実習は原則的には１年次夏に１週間にわたって実施するが、実習先・実習テーマなどは基本的には各人ごとに異なったもの となる。実習時期は事情によっては上記以外の場合でもよい。 実習企業の選定、具体的実習内容の決定などは専攻科主任が窓口となって行う。 成績評価の方法・評価基準 実習終了後に提出する報告書の内容および実習先担当者の 意見などを勘案して、専攻科主任が評価する。 テキスト 参考書 履修条件・備 考 337 生 産 工 学 専 攻 学外実習Ⅱ （選択 1～3 単位） １年前期の定められた期間 生産工学専攻主任 授業テーマ・内容 本科目の目的は、企業における総合的視野に立つ判断や企業的合理性追及などを体験し、さらにリーダーエンジニアとしての 指導性や協調性の重要さを実感することにある。 このために、企業内の現場管理室、生産技術室、研究開発室などにおいて、専門を生かした現場体験学習あるいは理論実践学 習を行う。 到達目標・ねらい 企業全体の仕組み（組織）、各部署の役割を把握し、実習部署において中堅リーダーエンジニアに必要な技術を修得する。 授業計画 本実習は原則的には１年次夏に１週間にわたって実施される｢学外実習Ⅰ｣をさらに期間を超えて実施されるものである。実習 先・実習テーマなどは基本的には各人ごとに異なったものとなる。実習時期は事情によっては上記以外の場合でもよい。 実習企業の選定、具体的実習内容の決定などは専攻科主任が窓口となって行う。 成績評価の方法・評価基準 実習終了後に提出する報告書の内容および実習先担当者の 意見などを勘案して、専攻科主任が評価する。 テキスト 参考書 履修条件・備 考 338 生 産 工 学 専 攻