本講義では機械工学の中でも、先端的課題について体験学習をする。実際に機械に触れながら、塑性加工、振動制御、非線形振動、自励振動、燃料電池、冷凍機、抗力、速度境界層に関する実験を実施し、機械工学に対する理解度を深める。具体的には、アルミニウムの塑性加工と変形特性に関する実験、アクティブ振動制御に関する実験、非線形振動系および自励振動系の特性に関する実験、燃料電池の原理と特性評価に関する実験、蒸気圧縮式冷凍機に関する実験、抗力の測定に関する実験、速度境界層の計測に関する実験を行う。
機械工学の先端的な実験を行うことによって機械工学への理解を深めるとともに、課題設定力、実践力および解決力を向上させることが主たるねらいである。 また、実験をとおして、チームワーク、リーダーシップ、コミュニュケーション力、データ収集・処理方法およびまとめ方、考察の仕方、レポートの作成方法などをみにつけることもねらいとしている。
本講義を履修することによって次の能力を修得する。
1)座学からだけでは学ぶことができない機械工学の先端的側面についての説明能力
2)機械工学の先端的課題に対する実験方法
3)課題設定力、実践力、解決力
4)チームワーク、リーダーシップ、コミニュケーション力
塑性加工、押出加工、機械振動学、動力学、制御工学、振動学、応答解析、燃料電池、冷凍機,冷凍サイクル、風洞実験、抗力、流れの可視化、沈降実験、境界層、速度分布
✔ 専門力 | 教養力 | ✔ コミュニケーション力 | ✔ 展開力(探究力又は設定力) | ✔ 展開力(実践力又は解決力) |
第1回のオリエンテーションでは、学生実験に対する心構えおよび注意事項と、実験レポートの執筆要領について説明をする。第2回目以降は、受講生を7つのグループに分け、各実験テーマを実施する。レポートは期日までに提出しなければならない。なお安全やスムーズな進行のためにも事前に実験マニュアルをよく読んでくることが求められる。
授業計画 | 課題 | |
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第1回 | オリエンテーション | 講義の概要とねらい、実験の進め方、レポートの書き方などを理解する. |
第2回 | アルミニウムの塑性加工と変形特性 | 押出加工を通して,塑性加工おける材料の変形挙動について理解する |
第3回 | アクティブ振動制御 | 変位と速度のフィードバック制御を行い、振動制御系の設計と解析をの基礎を学ぶ |
第4回 | 非線形振動系および自励振動系の特性 | 非線形復元力を有する系の強制振動応答解析を通して,非線形振動現象の特徴を理解する. |
第5回 | 燃料電池の原理と特性評価 | 燃料電池の原理を理解し,エクセルギーの概念に基づいて燃料電池の優位性を学ぶ |
第6回 | 蒸気圧縮式冷凍機の実験 | 実機のエアコン装置を用いて,冷凍機および冷凍サイクルについての理解を深める. |
第7回 | 抗力の測定 | 風洞を用いた物体の抗力測定と、流れの剥離および後流の可視化を通して、実在流れにおける抗力の発生原理を学ぶ。 |
第8回 | 速度境界層の計測 | 境界層の速度計測を行い,数値解から得られる速度分布と比較し,速度境界層の理解を深める. |
実験内容を記載した実験マニュアル「機械系先端実験」を配布する。
特になし
全出席および全実験履修が原則。実験レポートの内容、実験・演習参加時の積極性・真剣度によって総合的に評価する。
機械系基礎実験(MEC.P211.A)、機械系応用実験(MEC.P211.A)、材料力学(MEC.C201.R)、熱力学(MEC.E201.R)、基礎流体力学(MEC.F201.R)、機械力学(MEC.D201.R)、弾塑性力学(MEC.C211.A)、実在流体力学(MEC.F211.A)、解析力学基礎(MEC.D231.E)、伝熱学(MEC.E311.A)、振動解析学(MEC.D311.A)、機械材料工学(MEC.G211.A)、ロボット機構学(MEC.I211.A)を履修していること、または同等の知識があること。