概要:
レオロジーとは物質の変形と流動を取りあつかう科学と広範に定義されている． プラスチック成形法の発達の過程で，樹脂材料の成形性評価を通して長足の進歩を遂げた高分子レオロジーは，工学的な応用において成功を納めた最も顕著な例である．
本講義では，粘弾性に代表される工学的に重要性の高い物質のレオロジー的性質を定量的に数式モデルで表現する手法を理解し，各種測定法の基礎理論を習得することを目的とする．
〇関連する科目：流体力学（電子制御工学科，前々年度履修），流体力学ⅠＢ（機械工学科，前々年度履修），流体工学（電子機械システム工学専攻，前期履修）
授業の進め方・方法:
授業内容に沿った演習を適宜行い，レポートを課す．
注意点:
材料の特性を扱う講義内容であるため，直接には材料力学，流体力学との関連が深い．一方で線形粘弾性理論を理解する上では，電気回路の交流理論および制御工学の線形システムの考え方が役立つ．本科で履修した者は，一通り復習しておくことを勧める．
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
レオロジーの概念 |
物質の変形と流動に関する学問であるレオロジーの概念と，取り扱う対象となる物質の力学的性質の概要について理解する．
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| 2週 |
粘度測定法概説 |
流体の主な粘度測定方法の概要として測定範囲，利点，問題点などについて理解する．
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| 3週 |
ニュートン流体の粘度測定 |
細管粘度計を題材に，ニュートン流体の粘度測定法の原理を理解する．
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| 4週 |
非ニュートン流体の粘度測定(1) |
細管粘度計を題材に，非ニュートン流体の基礎となる，べき乗則流体の粘度測定法の原理を理解する．
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| 5週 |
非ニュートン流体の粘度測定(2) |
細管粘度計を題材に，一般的な非ニュートン流体の粘度測定法の原理を理解する．
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| 6週 |
非ニュートン流体の粘度測定(3) |
回転粘度計を題材に，ニュートン流から非ニュートン流体までの粘度測定法の原理を理解する．
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| 7週 |
中間試験 |
レオロジーであつかう物質の力学的性質と粘度測定法についての理解度の確認を行う．
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| 8週 |
線形粘弾性理論（1） |
基本的な線形粘弾性モデルとしてMaxwellモデルとVoigtモデルの特徴を理解する．
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| 4thQ |
| 9週 |
線形粘弾性理論（2） |
MaxwellモデルとVoigtモデルを基礎にした，多要素モデル，一般化モデルの構成方程式を理解する．
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| 10週 |
線形粘弾性理論（3） |
MaxwellモデルとVoigtモデル，一般化モデルの過渡応答の求め方を理解する．
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| 11週 |
線形粘弾性理論（4） |
MaxwellモデルとVoigtモデル，一般化モデルの周波数応答の求め方を理解する．
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| 12週 |
線形粘弾性理論（5） |
MaxwellモデルとVoigtモデル，一般化モデルについて，過渡応答と周波数応答の関係と一般的な応答の求め方を理解する．
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| 13週 |
線形粘弾性理論（6） |
溶融樹脂を題材に，粘弾性の温度依存性および圧力依存性について理解する．
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| 14週 |
線形粘弾性理論（7） |
工学に現れる粘弾性に関係する諸現象について理解する．
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| 15週 |
期末試験 |
線形粘弾性のモデルとその表現としての構成方程式および力学的応答の理解度の確認を行う．
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| 16週 |
試験解説と発展授業 |
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| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 基礎的能力 | 数学 | 数学 | 数学 | 整式の加減乗除の計算ができる。 | 4 | |
| 公式等を利用して因数分解ができる。 | 4 | |
| 分数式の加減乗除の計算ができる。 | 4 | |
| 実数・絶対値の意味を理解し、絶対値の基本的な計算ができる。 | 4 | |
| 平方根の基本的な計算ができる（分母の有理化も含む）。 | 4 | |
| 複素数の相等を理解し、その加減乗除の計算ができる。 | 4 | |
| 2次方程式を解くことができる（解の公式も含む）。 | 4 | |
| 累乗根の意味を理解し、指数法則を拡張し、計算に利用することができる。 | 4 | |
| 指数関数の性質を理解し、グラフをかくことができる。 | 4 | |
| 指数関数を含む基本的な方程式を解くことができる。 | 4 | |
| 対数を利用した計算ができる。 | 4 | |
| 対数関数の性質を理解し、グラフをかくことができる。 | 4 | |
| 角を弧度法で表現することができる。 | 4 | |
| 三角関数の性質を理解し、グラフをかくことができる。 | 4 | |
| 加法定理および加法定理から導出される公式等を使うことができる。 | 4 | |
| いろいろな関数の極限を求めることができる。 | 4 | |
| 微分係数の意味を理解し、求めることができる。 | 4 | |
| 導関数の定義を理解している。 | 4 | |
| 積・商の導関数の公式を使うことができる。 | 4 | |
| 合成関数の導関数を求めることができる。 | 4 | |
| 三角関数・指数関数・対数関数の導関数を求めることができる。 | 4 | |
| 逆三角関数を理解している。逆三角関数の導関数を求めることができる。 | 4 | |
| 不定積分の定義を理解している。 | 4 | |
| 置換積分および部分積分を用いて、不定積分を求めることができる。 | 4 | |
| 定積分の定義を理解している（区分求積法）。 | 4 | |
| 微積分の基本定理を理解している。 | 4 | |
| 分数関数・無理関数・三角関数・指数関数・対数関数の不定積分・定積分の計算ができる。 | 4 | |
| 微分方程式の意味を理解している。 | 4 | |
| 基本的な変数分離形の微分方程式を解くことができる。 | 4 | |
| 基本的な1階線形微分方程式を解くことができる。 | 4 | |
| 定数係数2階斉次線形微分方程式を解くことができる。 | 4 | |
| 自然科学 | 物理 | 力学 | 物体に作用する力を図示することができる。 | 4 | |
| 力の合成と分解をすることができる。 | 4 | |
| 重力、抗力、張力、圧力について説明できる。 | 4 | |
| フックの法則を用いて、弾性力の大きさを求めることができる。 | 4 | |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系 | 力学 | 力は、大きさ、向き、作用する点によって表されることを理解できる。 | 5 | |
| 一点に作用する力の合成と分解を図で表現でき、合力と分力を計算できる。 | 5 | |
| 一点に作用する力のつりあい条件を説明できる。 | 5 | |
| 荷重の種類および荷重による材料の変形を説明できる。 | 5 | |
| 応力とひずみを説明できる。 | 5 | |
| フックの法則を理解し、弾性係数を説明できる。 | 5 | |
| 応力-ひずみ線図を説明できる。 | 4 | |
| 熱流体 | 流体の定義と力学的な取り扱いかたを説明できる。 | 5 | |
| ニュートンの粘性法則、ニュートン流体、非ニュートン流体を説明できる。 | 5 | |