2020年度 トライボロジーの基礎   Fundamentals of Tribology

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開講元
機械系
担当教員名
田中 智久  大竹 尚登  平田 敦  田中 真二 
授業形態
講義
メディア利用
Zoom
曜日・時限(講義室)
火1-4(I121)  
クラス
-
科目コード
MEC.J333
単位数
2
開講年度
2020年度
開講クォーター
3Q
シラバス更新日
2020年9月18日
講義資料更新日
-
使用言語
日本語
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講義の概要とねらい

機械工学において重要な役割を果たしている、「トライボロジー」に関連した以下の内容を中心に講義する。
(1) トライボロジーに関する基礎的概念と、その工学への応用例。
(2) 複雑なトライボロジーの基本的原理。
(3) 可動部を持つ機器に生じ得るトライボロジカルな問題と、その一般的な解決法。

到達目標

本講義を履修することによって次の能力を修得する。
1)摩擦摩耗の基礎を理解する。
2)流体潤滑理論の基礎を理解する。
3)表面粗さ、接触理論の基礎を理解する。
4)境界潤滑の基礎を理解する。
5)表面改質の基礎を理解する。
この科目は、学習目標の
6. 機械工学の発展的専門学力
7. 専門知識を活用して新たな課題解決と創造的提案を行う能力
の習得に対応する。

キーワード

トライボロジー,摩擦,流体潤滑,境界潤滑,表面改質

学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)

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)

授業の進め方

授業は講義形式で行われ,数回に一回のペースで演習課題が課されます。各回の課題を予習・復習して下さい。

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 摩擦力学(田中智久) -トライボロジーの意義と役割,静止摩擦力とアモントンの法則 静摩擦と動摩擦の区別,動摩擦と振動についての理解
第2回 なめらかな表面の接触と摩擦(田中智久) -接触と弾性変形 接触,ヘルツ変形,摩擦の発生についての理解
第3回 油があるときの摩擦(田中智久) -潤滑油と摩擦,ストライベック線図と摩擦の形態 潤滑剤の粘度についての理解,ストライベック線図の解釈
第4回 流体潤滑1(田中智久) -動圧軸受とレイノルズ方程式、動圧の発生機構 レイノルズ方程式の導出,滑り速度・粘度・隙間形状の関係についての理解
第5回 流体潤滑2(田中真二) -滑り軸受の潤滑理論 滑り軸受の潤滑理論に関する理解
第6回 流体潤滑3(田中真二) -レイノルズ方程式の限界,弾性変形とレイノルズ方程式 レイノルズ方程式の限界と修正法についての理解,弾性流体潤滑理論
第7回 表面粗さと接触(田中真二) -表面粗さと真実接触面積,粗さのある面の静止摩擦係数 表面粗さ,真実接触面積とアモントンの法則の関係についての理解
第8回 固体の摩擦係数(平田敦) -空気中での金属の摩擦係数,金属表面と酸化膜 真空中の摩擦係数,酸化膜の潤滑作用についての理解
第9回 境界潤滑1(平田敦) -液体の表面張力,固体の濡れ性 表面張力,濡れ性等の表面物性に関する理解
第10回 境界潤滑2(平田敦) -吸着、境界潤滑の概念 境界潤滑,物理吸着,化学吸着についての理解
第11回 境界潤滑3(平田敦) -潤滑剤・添加剤,固体潤滑剤 潤滑油,固体潤滑剤の特性についての理解
第12回 摩耗(大竹尚登) -摩耗の形態 摩耗の基礎についての理解
第13回 トライボマテリアルと表面改質(大竹尚登) トライボマテリアルと表面改質の基礎についての理解
第14回 表面改質2(大竹尚登) -表面改質による摩擦摩耗特性の改善 表面改質による摩擦摩耗特性の改善についての理解

授業時間外学修(予習・復習等)

学修効果を上げるため,教科書や配布資料等の該当箇所を参照し,「毎授業」授業内容に関する予習と復習(課題含む)をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

「トライボロジーの基礎」加藤,益子(培風館)

参考書、講義資料等

「トライボロジー」山本,兼田(理工学社)
「基礎から学ぶトライボロジー」橋本(森北出版)
「初めてのトライボロジー」佐々木他(講談社)
「トライボロジーハンドブック」日本トライボロジー学会編(養賢堂)
「機械工学便覧B1機械要素設計・トライボロジー」(日本機械学会)

成績評価の基準及び方法

トライボロジーにおける基礎項目の理解度と、基本的な問題に対する応用能力を評価する。
講義中の課題・宿題(20%),学期末の試験(80%)によって評価する.

関連する科目

  • MEC.F211 : 実在流体力学
  • MEC.C201 : 材料力学
  • MEC.H201 : 機械要素及び機械製図
  • MEC.J311 : 精密機械基礎学
  • MEC.J432 : 超精密機構とその制御
  • MEC.J331 : マイクロ・ナノ加工基礎
  • MEC.J531 : マイクロ・ナノシステム

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

履修の条件を設けない

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