工学実験B

科目基礎情報

学校 豊田工業高等専門学校 開講年度 平成31年度 (2019年度)
授業科目 工学実験B
科目番号 14205 科目区分 専門 / 必修
授業形態 実験 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 機械工学科 対象学年 4
開設期 後期 週時間数 前期:0 後期:6
教科書/教材 各テーマごとにプリントを配布/機械工学科工学実験実施要領
担当教員 兼重 明宏,林 伸和,若澤 靖記,小谷 明,田中 淑晴,上木 諭,中村 裕紀

到達目標

(ア)制御系の構成要素とPID制御系の特性を理解し、制御系設計を理解する。
(イ)切削抵抗の測定法および切削抵抗の基礎知識を理解する。
(ウ)ソレノイドバルブの違いによる特性を理解する。
(エ)流体抵抗の原因と境界層制御のメカニズムを理解する。
(オ)制御対象の運動方程式を理解し、制御系設計を理解する。
(カ)引張試験より降伏点、引張強さ、伸び、絞りを求め、硬さ試験を通じて材料の硬さと強度の関係を理解する。
(キ)塑性加工中の工具と材料間の摩擦係数が加工しながら測定できること,および加工への摩擦の影響を理解する。

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
評価項目1制御系の構成要素とPID制御系の特性を理解し、最適な制御系設計を理解し,実験結果をまとめ十分な考察ができる。制御系の構成要素とPID制御系の特性を理解し、制御系設計を理解し,報告書が作成できる。制御系の構成要素とPID制御系の特性を理解し、制御系設計を理解し,報告書が作成できない。
評価項目2切削抵抗の測定法および切削抵抗の基礎知識を理解し、実験結果をまとめ、十分な考察ができる。切削抵抗の測定法および切削抵抗の基礎知識を理解し、実験結果をまとめ、考察ができる。切削抵抗の測定法および切削抵抗の基礎知識を理解し、実験結果をまとめ、考察ができない。
評価項目3ソレノイドバルブの違いによる特性を理解し,実験結果をまとめ十分な考察ができる。ソレノイドバルブの違いによる特性を理解し,実験結果をまとめ報告書を作成できる。ソレノイドバルブの違いによる特性を理解し,実験結果をまとめ報告書を作成できない。
評価項目4流体抵抗の原因と境界層制御のメカニズムを理解し、実験結果をまとめ、十分な考察ができる。流体抵抗の原因と境界層制御のメカニズムを理解し、実験結果をまとめ、報告書を作成できる。流体抵抗の原因と境界層制御のメカニズムを理解し、実験結果をまとめ、報告書を作成できない。
評価項目5制御対象の運動方程式を理解し、制御系設計を理解し、実験結果をまとめ、十分な考察ができる。制御対象の運動方程式を理解し、制御系設計を理解し、実験結果をまとめ、報告書を作成できる。制御対象の運動方程式を理解し、制御系設計を理解し、実験結果をまとめ、報告書を作成できない。
評価項目6硬さ試験を通じて材料の硬さと強度の関係を理解し、実験結果をまとめ、十分な考察ができる。硬さ試験を通じて材料の硬さと強度の関係を理解し、実験結果をまとめ、報告書を作成できる。硬さ試験を通じて材料の硬さと強度の関係を理解し、実験結果をまとめ、報告書を作成できない。
評価項目7塑性加工中の工具と材料間の摩擦係数が加工しながら測定できること,および加工への摩擦の影響を理解する。円環圧縮摩擦試験の測定原理,および摩擦によって試験片形状が変化することが理解できる。円環圧縮摩擦試験の測定原理,および摩擦によって試験片形状が変化することが理解できない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 B1 学習・教育到達度目標 C1 学習・教育到達度目標 D2
JABEE d JABEE f JABEE h JABEE i
本校教育目標 ② 本校教育目標 ③ 本校教育目標 ④

教育方法等

概要:
機械工学実験は、次の事柄などをその目的としている。(1)機械工学の各分野における基礎的現象や諸機械の特性を自ら体験して理解する。(2)測定機器の取扱い方法や実験技術を習得する。(3)実験データの処理・解析および報告書の作成の技法を修得する。実験では8~12名が1班となり、1クラス4班程度に分かれ、機械工作、熱力学、流体力学、材料力学、計測工学、制御工学の分野における下記のテーマについて実験を行う。この中で流体力学に関する実験は、企業で流体を扱う機械の設計を担当していた者が担当する。
授業の進め方と授業内容・方法:
実験と報告書作成
注意点:
安全指導に従う.報告書提出の規則に従う.

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
後期
1週 実験の概要と安全指導 実験の概要と安全指導を理解する
2週 PID制御系の設計 制御系の構成要素とPID制御系の特性を理解し、制御系設計を理解する。
3週 切削抵抗の測定 切削条件の違いによる切削抵抗の特性を理解する。
4週 空圧ソレノイドバルブの特性実験 ソレノイドバルブの違いによる特性を理解する。
5週 円柱表面の境界層制御による流体抵抗の低減 流体抵抗の原因と境界層制御のメカニズムを理解する。
6週 モータを用いた制御系設計に関する実験 制御対象の運動方程式を理解し、制御系設計を理解する。
7週 引張試験および硬さ試験 引張試験より降伏点、引張強さ、伸び、絞りを求め、硬さ試験を通じて材料の硬さと強度の関係を理解する。
8週 金属薄板の深絞り試験 深絞り試験を理解し,限界絞り比を求めることができる.
9週 レポート指導 性を理解し、制御系設計を理解し,報告書にまとめる。
10週 レポート指導 切削条件の違いによる切削抵抗の特性を理解し、報告書をまとめる。
11週 レポート指導 ソレノイドバルブの違いによる特性を理解し,報告書にまとめる。
12週 レポート指導 流体抵抗の原因と境界層制御のメカニズムを理解し、報告書にまとめる。
13週 レポート指導 制御対象の運動方程式と制御系設計を理解し、報告書にまとめる。
14週 レポート指導 引張試験より降伏点、引張強さ、伸び、絞りを求め、硬さ試験を通じて材料の硬さと強度の関係を理解し、報告書にまとめる。
15週 レポート指導 最小二乗法によるデータ近似について理解し,報告書にまとめる。
16週

評価割合

レポート合計
総合評価割合100100
専門的能力100100