機械工学基礎

科目基礎情報

学校	有明工業高等専門学校	開講年度	平成31年度 (2019年度)
授業科目	機械工学基礎
科目番号	0068	科目区分	専門 / 選択
授業形態	授業	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	物質工学科	対象学年	5
開設期	通年	週時間数	前期:1 後期:1
教科書/教材	わかりやすい機械工学／森北出版
担当教員	南 明宏,伊藤 尚

到達目標

１． 機械工学的視点（力、動力、エネルギーの視点）からでも工学的事象の観察・解析ができること。
２． 化学工場、化学分析室、化学研究所で使用される機器類を正しく（効率よく安全に）運転、保守できる。

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
評価項目1	力、動力、エネルギーの意味を正しく理解している。単純な形状の物体に掛かる外力の算出方法の論理展開を理解しており、当外力の算出ができる。その外力により物体内に生じる内力（応力）歪の算出方法の論理展開を理解しており、当内力（応力）歪を算出でき、物体の強度解析ができる。	力、動力、エネルギーの意味を正しく理解している。単純な形状の物体に掛かる外力を算出できる。その外力により物体内に生じる内力（応力）歪を算出でき、物体の強度解析ができる。	力、動力、エネルギーの意味を正しく理解していない。単純な形状の物体に掛かる外力を算出できない。その外力により物体内に生じる内力（応力）、歪を算出できず物体の強度解析ができない。
評価項目2	化学プラント内の機器、塔槽類のエネルギー効率を算定・説明できる。化学プラント内の機器、塔槽類に生じる欠陥の種類・検査方法について説明できる。化学プラント内の機器、塔槽類保安対策について説明できる。	化学プラント内の機器、塔槽類のエネルギー効率を説明できる。化学プラント内の機器、塔槽類に生じる欠陥の種類について説明できる。化学プラント内の機器、塔槽類の保安対策について説明できる。	化学プラント内の機器、塔槽類のエネルギー効率を説明できない。。化学プラント内の機器、塔槽類に生じる欠陥の種類について説明できない。化学プラント内の機器、塔槽類の保安対策について説明できない。
評価項目3

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 B-4 （工学の学際的知識 ：工学の学際的知識を専門知識に活用できる程度に習得すること）

教育方法等

概要:

機械工学全般は浅く広く市販のテキスト本を使用し、また、化学工場や実験室、研究所で必要と思われる機械知識についてはより実用的な資料を担当教員が準備編集して教材に使います。前者は機械工学的観察力をつけるため、後者は技術者、研究者として実際に役に立つ機械知識を身に着けるためです。

授業の進め方・方法:

講義中心です。

注意点:

物理の剛体の力学の知識を持っていることが必要です。
最終成績は通年４回行う試験の平均点とします。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	① 機械工学の概要 ② 国際単位系	① 機械工学の主要4力学と機械設計,要素,工作及び運転法との関連を説明できる． ② 力、動力、エネルギーの関連をその国際単位を用いて説明できる．
		2週	機械材料（１） ① 材料の種類 ② 材料の性質と試験方法	① 鉄鋼材料，非鉄材料の種類と特徴が説明できる． ② 各種材料試験方法について説明ができる．
		3週	機械材料（２） ① 鋼の熱処理 ② 熱処理による機械的性質の変化	① 焼き入れ，焼き戻し，焼鈍，焼準について目的と特徴が説明できる． ② 熱処理による改善の目的について説明できる。
		4週	機械材料（３） ①非鉄金属 ②先端材料	① 樹脂，セラミックスについて種類と特徴が説明できる． ② 生体材料や機能材料について種類と特徴が説明できる．
		5週	材料力学（１） ①荷重の作用の仕方 ②応力とひずみ	①荷重の種類（引張り，せん断など）と作用（静荷重，衝撃荷重など）について説明できる． ②荷重，伸び，応力，ひずみとその関係について説明できる．
		6週	材料力学（２） ①引張りと圧縮問題 ②せん断問題	①フックの法則，ポアソン比，縦弾性係数を計算で使うことがきる． ②せん断応力と横弾性係数を計算で使うことができる．
		7週	材料力学（３） ①曲げの問題 ②はりのたわみ	①曲げモーメント，曲げ応力，断面係数について理解して計算できる． ②はりのたわみとたわみ角を計算できる．
		8週	前期中間試験
	2ndQ
		9週	機構学（１） ①待遇と節 ②自由度	①待遇と節について説明できる． ②自由度を計算できる．
		10週	機構学（２） ①リンク機構 ②リンク機構の応用	①４節リンク機構の種類と特徴を説明できる． ②４節リンク機構の機械への活用部分を見極めることができる．
		11週	機構学（３） ①カム機構 ②カム曲線	①カム機構の動作と目的を説明できる． ②カム曲線を描くことができる．
		12週	機械設計（１） ①許容応力と安全率 ②ねじとねじ部品	①許容応力と安全率について説明でき，計算に使うことができる． ②ねじとねじ部品の構造と締結原理について説明できる．
		13週	機械設計（２） ①軸 ②軸継手	①軸の直径の計算ができる． ②軸継手の種類と特徴を説明できる．
		14週	機械設計（３） ①機械製図 ②公差とはめあい	①投影法とＪＩＳ機械製図法を理解して製作図について説明できる． ②公差とはめあいについて説明できる．
		15週	期末試験
		16週	テスト返却と解説
後期
	3rdQ
		1週	機械力学（１） ①仕事とエネルギー ②往復機械の力学	①仕事とエネルギーについて計算できる． ②往復機械の力学の原理と特徴について説明できる．
		2週	機械力学（２） ①慣性モーメント ②回転機械の力学	①慣性モーメントについて計算できる． ②回転機械の力学の原理と特徴について説明できる．
		3週	機械力学（３） ①振動の基礎 ②機械振動の力学	① 各種振動の種類・特徴について説明できる． ② 各種振動の危険性と対策について説明できる．
		4週	熱力学（１） ①熱量と温度 ②基礎的法則	①熱量と温度に関する原理について説明できる． ②熱力学の第一，第二法則について説明できる．
		5週	熱力学（２） ①気体の状態変化 ②蒸気の状態変化	①気体の状態変化について説明できる． ②蒸気の状態変化について説明できる．
		6週	熱力学（３） ①サイクル ②熱機関	①熱サイクル，カルノーサイクルについて説明できる． ②内燃機械や熱タービンの構造や原理について説明できる．
		7週	流体力学（１） ①圧力と流速 ②キャビテーション	①圧力の定義と単位，圧力と流速の関係について説明できる． ②キャビテーションについて説明できる．
		8週	後期中間試験
	4thQ
		9週	流体力学（２） ①アルキメデスの原理 ②パスカルの原理	①アルキメデスの原理について説明でき，計算に使える． ②パスカルの原理について説明でき，計算に使える．
		10週	流体力学（３） ①連続の式 ②ベルヌーイの定理	①連続の式について説明でき，計算に使える． ②ベルヌーイの定理とその応用について説明でき，計算に使える．
		11週	メカトロニクス ①自動制御 ②メカトロニクス応用	①自動制御の原理と種類について説明できる． ②メカトロニクス応用について説明できる．
		12週	機械と情報処理 ①機械の製作 ②ＣＡＥ	①機械の製作の種類と特徴について説明できる． ②ＣＡＥについて説明できる．
		13週	プラント装置（１） ①タンクの設計 ②圧力容器の設計	①タンクの設計ついて説明でき，計算に使うことができる． ②圧力容器の設計ついて説明でき，計算に使うことができる．
		14週	プラント装置（２） ①熱交換器の設計 ②プラントメンテナンス	①熱交換器の設計の設計ついて説明でき，計算に使うことができる． ②プラントメンテナンスについて説明できる．
		15週	期末試験
		16週	テスト返却と解説

評価割合

	試験	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	80	0	0	0	20	0	100
基礎的能力	0	0	0	0	0	0	0
専門的能力	80	0	0	0	20	0	100
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0