機械工学演習

Course Information

College	Tsuyama College	Year	2020
Course Title	機械工学演習
Course Code	0027	Course Category	Specialized / Elective
Class Format	Lecture	Credits	School Credit: 2
Department	Department of Mechanical Engineering	Student Grade	4th
Term	Year-round	Classes per Week	2
Textbook and/or Teaching Materials	教科書：基礎科目で用いたテキストなど
Instructor	KONISHI Daijiro

Course Objectives

学習目的： 具体的な工学の演習問題に数多く取り組み，機械工学の基礎となる力学の理解を深め，またそれを応用して工学の問題を解く能力を習得する。

到達目標
1. 製図に関する基礎的な事項を理解している。
２. 機構学・機械要素設計に関する基礎的な事項を理解している。
３. 工業力学に関する基礎的な諸問題を解くことができる。
４. 工業材料に関する基礎的な事項を理解している。
５. 工作法に関する基礎的な事項を理解している。
６. 材料力学に関する基礎的な諸問題を解くことができる。
７. 機械力学に関する基礎的な諸問題を解くことができる。
８. 制御工学に関する基礎的な諸問題を解くことができる。
９. 流体力学に関する基礎的な諸問題を解くことができる。
１０. 熱力学に関する基礎的な諸問題を解くことができる。

Rubric

	優	良	可	不可
製図に関する基礎的な事項を理解している。	公差・はめあい・表面性状の意味を説明でき，図面に書き入れることができる。	製作図について機械製図規格に基づいた基本的なかき方を理解している。	図面からその立体に，あるいは立体からその図面に正しく概ね再現できる。	図面からその立体に，あるいは立体からその図面に正しく再現できない。
機構学・機械要素設計に関する基礎的な事項を理解している。	ねじの締め付けトルク，伝動装置の動力等に関する計算ができる。	ねじ，歯車，カム，リンクの種類・構造・寸法等に関する基礎的な問題を解くことができる。	機械装置の構成要素（リンク，摩擦伝導装置，歯車，カム）の特徴を概ね言える。	機械装置の構成要素（リンク，摩擦伝導装置，歯車，カム）の特徴を言えない。
工業力学に関する基礎的な諸問題を解くことができる。	直線運動と回転運動を組み合わせた剛体の平面運動に関する問題を解くことができる。	剛体の回転運動に関する基礎的な問題を解くことができる。	質点・剛体に働く力のつりあいおよび平面運動に関する基礎的な問題を概ね解くことができる。	質点・剛体に働く力のつりあいおよび平面運動に関する基礎的な問題を解くことができない。
工業材料に関する基礎的な事項を理解している。	金属材料の熱処理方法と効果，代表的な材料試験法について説明できる。	代表的な工業材料の性質・用途を説明できる	代表的な工業材料の性質・用途を概ね言える。	代表的な工業材料の性質・用途を言えない。
工作法に関する基礎的な事項を理解している。	材料と加工内容に応じて，工作法と工具を適切に選ぶことができる。	代表的な工作法の原理と特徴を説明できる。また，代表的な計測法を説明できる。	代表的な工作法および計測法を概ね言える。	代表的な工作法および計測法を言えない。
材料力学に関する基礎的な諸問題を解くことができる。	段付き棒に作用する力・モーメントや断面情報に関する問題を解くことができる。	はりのせん断力・曲げモーメント・反力に関する基礎的な問題を解くことができる。	引張と圧縮を受ける材料に生じる応力とひずみを概ね計算できる。	引張と圧縮を受ける材料に生じる応力とひずみを計算できない。
機械力学に関する基礎的な諸問題を解くことができる。	振動系の運動方程式を解くことができ，解の物理的な意味（固有振動数，振幅，周期等）を説明できる。	機械の振動および調和振動について説明できる。 基礎的な振動系の運動方程式を導くことができる。	周期，振動数など単振動を特徴づける諸量を求めることができる。	周期，振動数など単振動を特徴づける諸量を求めることができない。
制御工学に関する基礎的な諸問題を解くことができる。	フィードバック制御系の過渡応答とその評価パラメータを説明できる。ブロック線図とその等価変換が理解できる。	自動制御の定義と種類を説明できる。 フィードバック制御系の要素や信号の流れを説明できる。	自動制御の定義と種類を 言えない。フィードバック制御系の要素や信号の流れを言える。	自動制御の定義と種類を 言えない。 フィードバック制御系の要素や信号の流れを言えない。

Teaching Method

Outline:

一般・専門の別：専門　学習の分野：設計と生産・管理
必修・履修・履修選択・選択の別：履修選択
基礎となる学問分野：工学/機械工学/機械材料・材料力学・加工学・設計工学・機械機能要素・流体工学・熱工学・機械力学・制御

学科学習目標との関連：本科目は機械工学科学習目標「（２） エネルギーと流れ，材料と構造，運動と振動，設計と生産・管理，情報と計測・制御，機械とシステムに関する専門技術分野の知識を修得し，工学現象の解析や機械の設計・製作に応用できる能力を身につける。」に相当する科目である。

技術者教育プログラムとの関連：本科目が主体とする学習・教育到達目標は「（Ａ）技術に関する基礎知識の深化，Ａ－２：｢｢材料と構造｣，｢運動と振動｣，「エネルギーと流れ」，「情報と計測・制御」，「設計と生産・管理」，「機械とシステム」に関する専門技術分野の知識を修得し，説明できること。」である。

授業の概要：機械工学において基礎となる科目の演習問題に取り組む。出題する演習問題は，基礎的なものから，応用力を必要とするものを準備する。

Style:

授業の方法：本科目は演習を中心に行うが，必要に応じて解説を行う。演習問題を出題する場合は，各自問題を解いた後に提出する。解答の解説は原則として学生が行う。各自問題を解くと共に，板書して説明ができるように理解を深めること。

成績評価方法：分野ごとに行われる小テストまたは定期試験（７０％），演習問題の提出及び解答の解説（３０％）。

Notice:

履修上の注意：なし

履修のアドバイス：本科目では，演習問題を解くことが中心となるため，就職試験，資格試験，専攻科，大学への編入試験の対策にもつながる。

基礎科目：工業材料（２年），機械設計製図Ⅰ～Ⅲ（１～３），機械工作法Ⅰ（２），工業力学（３），材料力学Ⅰ，Ⅱ（３），機構学（３）など

関連科目：材料力学Ⅲ（４年），流体工学Ⅰ，Ⅱ（４），熱力学Ⅰ，Ⅱ（４），機械工作法Ⅱ（４），制御工学Ⅰ，Ⅱ（４，５），流体機械（５），熱機関（５），伝熱工学（５），機械力学（５），流体力学（専２）など

受講上のアドバイス：本科目は講義で学んだことを応用する場である。自ら考え，自らの手で問題解決を図る努力をすること。わからないところは友人，教員に積極的に質問し，十分かみ砕いた上で再度問題に挑戦してみること。各時限の半分を越える遅刻は当該時限を欠課とみなす。

Course Plan

			Theme	Goals
1st Semester
	1st Quarter
		1st	• ガイダンス，製図	機械製図における投影法として第三角法を理解し，立体を投影図に，投影図を立体に表現できる。 図面をわかりやすく表すための図形の省略・断面図や寸法の記入法について理解している。 製品の表面性状・寸法公差・はめあい・幾何公差など製品の幾何特性に関する用語や表示方法を理解している。
		2nd	• 製図	同上
		3rd	• 機構学	機構の動きを理解し，機械装置の構成要素（リンク，摩擦伝動装置，歯車，カム）の特徴を言える。 伝動機構の動作の原理，運動について理解している。 伝動装置の動力等に関する計算ができる。 ねじ，軸，歯車，カム，リンクの種類・構造・寸法等に関する基礎的な問題を解くことができる。 ねじの締め付けトルクに関する計算ができる。
		4th	• 機構学	同上
		5th	• 工業力学	静力学では，力のつり合い，モーメントのつり合いから物体の作用している力を求めることができる。
		6th	• 工業力学	同上
		7th	• 機械要素設計	機構の動きを理解し，機械装置の構成要素（リンク，摩擦伝動装置，歯車，カム）の特徴を言える。 伝動機構の動作の原理，運動について理解している。 伝動装置の動力等に関する計算ができる。 ねじ，軸，歯車，カム，リンクの種類・構造・寸法等に関する基礎的な問題を解くことができる。 ねじの締め付けトルクに関する計算ができる。
		8th	• 工業材料	各種材料の基本的特性について理解している。 代表的な工業材料の性質・用途を説明できる。 設計における材料選択において，材料の特徴とその位置づけを，機械的性質，密度，用途などの観点から理解している。 鉄鋼材料を利用できる基礎知識を有している。 鉄鋼材料の材料記号とその意味，熱処理方法とその効果について説明できる。 材料試験の種類と評価方法について理解している。 代表的な材料試験法について説明できる。
	2nd Quarter
		9th	• 工業材料	同上
		10th	• 工作法	各種工作法とその結果得られる加工精度との関係を理解している。 代表的な工作法の原理と特徴を説明できる。 代表的な計測法を説明できる。 工作物の特徴や材料から，工作法と工具が適切に選択できる。
		11th	• 工作法	同上
		12th	• 材料力学	引張，圧縮，せん断に関するフックの法則を理解している。 引張と圧縮を受ける材料に生じる応力とひずみを概ね計算できる。 応力・ひずみが何かを理解しておく。 熱応力について理解しておく。 真直はりの曲げに関するSFD, BMDが描ける。 曲げ剛性である EI を求める I，および曲げ応力を求める Z を理解しておく。 ねじり剛性である GIp を求める。 Ip，およびせん断応力を求める Zp を理解しておく。
		13th	• 材料力学	同上
		14th	• 材料力学	同上
		15th	• 総合演習
		16th
2nd Semester
	3rd Quarter
		1st	・機械力学 剛体の動力学	機械力学に登場する剛体の運動を理解し，並進運動と回転運動の運動方程式を立てられること。
		2nd	・機械力学 フックの法則、単振動	フックの法則に基づいてばねに繋がれた物体の運動を理解し，単振動運動を記述できること。
		3rd	・機械力学 総合問題	滑車やばねを組み合わせた系について、運動方程式とエネルギー保存の式が立てられること。
		4th	・制御工学 制御工学の基礎	制御工学の基本事項について理解し，登場する語句の意味を理解すること。
		5th	・制御工学 ブロック線図、伝達関数	フィードバック回路などの種々のブロック線図の伝達関数を求め，記述できること。
		6th	・制御工学 伝達関数とラプラス変換	ラプラス変換を用いて複雑な微分方程式を解くことができ，伝達関数から入出力を計算できること。
		7th	・流体力学 静止流体	パスカルの原理，アルキメデスの原理を理解し，静止流体のゲージ圧・絶対圧を求められること。
		8th	・流体力学 連続の式、ベルヌーイの定理	運動する流体の連続の式とベルヌーイの式を組み合わせてピトー管などの現象を理解すること。
	4th Quarter
		9th	・流体力学 運動量の法則	検査面における流体の運動量の法則を理解し，噴流が壁面に及ぼす力の大きさを計算できること。
		10th	・流体力学 管内、管路内損失	管内，管路内における種々のエネルギー損失を把握し，修正ベルヌーイの式で問題が解けること。
		11th	・熱力学 熱力学の基礎	熱力学の基礎について理解し，温度，熱量，比熱，気体の状態方程式を適切に扱えること。
		12th	・熱力学 熱力学第一法則	熱力学第一法則を理解し，閉じた系と開いた系に適用して問題が解けること。
		13th	・熱力学 理想気体の状態変化	各理想気体の比熱を導出し，等温，等圧，等積過程における状態変化を記述できること。
		14th	・熱力学 各種熱機関とその熱効率	カルノー，オットー，ディーゼル，ランキンサイクルを理解し，熱効率を計算できること。
		15th	・総合演習
		16th

Evaluation Method and Weight (%)

	試験	課題	相互評価	態度	ポートフォリオ	その他	Total
Subtotal	70	30	0	0	0	0	100
基礎的能力	0	0	0	0	0	0	0
専門的能力	70	30	0	0	0	0	100
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0