機械実験Ⅰ

科目基礎情報

学校 富山高等専門学校 開講年度 令和06年度 (2024年度)
授業科目 機械実験Ⅰ
科目番号 0101 科目区分 専門 / 必修
授業形態 実験・実習 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 機械システム工学科 対象学年 4
開設期 前期 週時間数 前期:4
教科書/教材 指定しないが,各テーマに応じた教科書を使用する。また,テーマに応じてプリントを配布する。
担当教員 吉川 文恵,山本 久嗣,石黒 農,趙 巍

到達目標

(1)発電機としての水車の性能を説明することができる。
(2)流れの可視化および流速・流量計測の基礎を説明できる.
(3)制御装置の基礎知識を理解する.
(4)材料力学の問題にFEMを適用し弾性変形の異論とFEMの結果が良くい一致していることを確認できる。

ルーブリック

理想的な到達レベルの目安標準的な到達レベルの目安未到達レベルの目安
発電機としての水車の性能を説明することができる。発電機としての水車の性能について,効率の点から説明することができる。水車の性能について説明することができる。水車の性能について説明することができない。
流体力学の基礎式を用いて流量、流速の測定理論を説明することができる 流体力学の基礎式を用いて位置エネルギーと流速の変換ができ,流量の測定ができる。流体力学の基礎式を用いて位置エネルギーと流速の変換ができ,流量の測定ができる。あるていどの助言の元,流体力学の基礎式を用いて位置エネルギーと流速の変換ができ,流量の測定ができる。流体力学の基礎式を用いて位置エネルギーと流速の変換,流量の測定ができない。
材料力学問題にFEMを適用できる.材料力学問題にFEMを適用し、結果の比較検討ができる.助言をもらって、材料力学問題にFEMを適用し、結果の比較検討ができる.材料力学問題にFEMを適用し、結果の比較検討ができない.
機械運動に関する基礎知識を修得できる等速運動、回転運動、ニュートン第二法則、エネルギー保存則の基礎から応用を説明できる等速運動、回転運動、ニュートン第二法則、エネルギー保存則の測定と結果の比較検討ができる等速運動、回転運動、ニュートン第二法則、エネルギー保存則の測定と結果の比較検討ができない

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
講義科目で学んだ内容について,実際に実験演習することによって,その理解を深めるとともに,実験の報告書の書き方を学ぶ.また、工学的に必要な制御系の装置について知識を習得する.
授業の進め方・方法:
4班に分け,班ごとにローテーションしながら履修する.各テーマごとに実験を行いデータを収集するとともにデータの解析を行い,報告書を作成する.自宅学習時間を使って実験結果をまとめ,報告書の提出期限を厳守すること.
注意点:
遅刻厳禁.作業のしやすい服装で受講すること.筆記用具,実験ノート,関数電卓等各テーマで必要なものを持参すること.本科目では、60点以上の評価で単位を認定する。ただし、4テーマ全ての実験レポートを提出しない場合は、評価を0点とする。
評価が60点に満たない者は、願い出により追認試験を受けることができる。追認試験の結果、単位の修得が認められた者にあっては、その評価を60点とする。

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 ガイダンス 実験項目の概要を学ぶ
2週 実験A
水車の性能実験(1)
水車に流入する水量を測定し,説明することができる。
3週 実験A
水車の性能実験(2)
発電量のIV特性を測定し,説明することができる。
4週 実験A
水車の性能実験(3)
発電装置システムとしての性能(効率)を説明することができる。
5週 実験B
流体力学実験(1)
ベルヌーイの定理ならびに連続の式を用いて流量・流速の測定実験ができる。
6週 実験B
流体力学実験(2)
レイノルズ数をコントロールした流れの可視化,乱流の発達を観測できる。
7週 実験B
流体力学実験(3)
拡張したベルヌーイの定理を用いて管摩擦係数の推定ができる。
8週 実験C
CAE実験 Ⅰ
拘束条件、解析結果の応力や変形ひずみを理解できる.
2ndQ
9週 実験C
CAE実験 Ⅱ
引張変形に関する材料力学の理論解とFEMの解を比較する.
10週 実験C
CAE実験 Ⅲ
曲げ変形に関する材料力学の理論解とFEMの解を比較する.
11週 実験D
等速運動に関する実験
等速運動を測定し、理解を深める
12週 実験D
ニュートン第二法則に関する実験
異なる運動を測定し、ニュートン第二法則に関する理解を深める
13週 実験D
エネルギー保存則と円運動に関する実験
異なる軌道の運動を測定し、エネルギー保存則に関する理解を深める
円運動を測定し、理解を深める
14週 総合演習,レポート作成
レポートをまとめる.
15週 レポート修正返却、アンケート等
16週

モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標

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
基礎的能力工学基礎工学実験技術工学実験技術物理、化学、情報、工学における基礎的な原理や現象を明らかにするための実験手法、実験手順について説明できる。3
実験装置や測定器の操作、及び実験器具・試薬・材料の正しい取扱を身に付け、安全に実験できる。3
実験データの分析、誤差解析、有効桁数の評価、整理の仕方、考察の論理性に配慮して実践できる。3
実験テーマの目的に沿って実験・測定結果の妥当性など実験データについて論理的な考察ができる。3
実験ノートや実験レポートの記載方法に沿ってレポート作成を実践できる。3
実験データを適切なグラフや図、表など用いて表現できる。3
実験の考察などに必要な文献、参考資料などを収集できる。3
実験・実習を安全性や禁止事項など配慮して実践できる。3
個人・複数名での実験・実習であっても役割を意識して主体的に取り組むことができる。3
共同実験における基本的ルールを把握し、実践できる。3
レポートを期限内に提出できるように計画を立て、それを実践できる。3
専門的能力分野別の工学実験・実習能力機械系分野(実験・実習能力)機械系分野(実験・実習能力)実験・実習の目標と心構えを理解し、実践できる。3前1
災害防止と安全確保のためにすべきことを理解し、実践できる。3前1
レポートの作成の仕方を理解し、実践できる。3前14,前15
加工学実験、機械力学実験、材料学実験、材料力学実験、熱力学実験、流体力学実験、制御工学実験などを行い、実験の準備、実験装置の操作、実験結果の整理と考察ができる。3前2,前3,前4,前5,前6,前7,前8,前9,前10,前11,前12,前13
実験の内容をレポートにまとめることができ、口頭でも説明できる。3前2,前3,前4,前5,前6,前7,前8,前9,前10,前11,前12,前13

評価割合

提出物発表相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合10000000100
基礎的能力0000000
専門的能力10000000100
分野横断的能力0000000