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学習支援計画書(シラバス) 検索システム
高信頼ものづくり専攻
対象課程 科目名 単位数 科目コード 開講時期 授業科目区分
修士課程
高信頼ものづくり専攻統合特論
Integrated Course of Synthesized Engineering
4 8530-01 2022年度
前学期
関係科目
担当教員名
授業科目の学習・教育目標
キーワード 学習・教育目標
1.複合材料構造 2.積層構成設計 3.有限要素解析 4.成形 5.破壊試験 炭素繊維強化プラスチックをはじめとする先進複合材料は、最新の宇宙・航空機構造に適用 されており、自動車一次構造やインフラ構造物への応用も盛んに検討されている。持続可能 な社会の構築のためには、複合材料の特徴を活かした設計をおこなうことのできる高度専門 応用能力・高度システム化能力を持った人材の育成が求められている。本科目では、炭素繊 維強化プラスチック製ミニチュアブリッジを題材として、基礎理論の修得、積層構成設計、 有限要素解析、成形および破壊試験を一連の流れとして実施し、その理解を深める。
授業の概要および学習上の助言
具体的には、まず、炭素繊維強化プラスチック製ミニチュアブリッジの作製方針について、複合材料における複合則・積層理 論・破壊則などを学習・適用しながら議論・ブレインストーミング・改善する。その内容に基づいて、ブリッジの寸法・形状 を決定し、その成形に必要なアルミ型を作製・準備する。次に、決定した寸法・形状のブリッジについて有限要素法を用いて 応力解析をおこない、最終的な積層構成等を決定する。設計した寸法・形状・積層構成を持つブリッジを実際に成形し、破壊 試験を実施することで、複合材料構造に関する理論・設計・成形・試験を一連の流れとして修得する。 学部で学んだ様々な材料関連科目の知識を活かしながら学ぶ姿勢がもっとも重要である。そのため、工業力学・材料力学・材 料科学に立ち戻って理解を構築すること。参考図書等を自ら活用して、より深く理解するよう努力することを期待する。
教科書および参考書・リザーブドブック
教科書:指定なし 参考書:指定なし リザーブドブック:指定なし
履修に必要な予備知識や技能
講義内容をよく理解するには、材料力学全般・材料科学全般の知識が要求されるので、各自よく復習し理解しておくことが望 ましい。
学生が達成すべき行動目標
No.
炭素繊維強化プラスチック製ミニチュアブリッジの寸法・形状を設計できる。
応力解析に基づいて、炭素繊維強化プラスチック製ミニチュアブリッジの積層構成を設計できる。
炭素繊維強化プラスチック製ミニチュアブリッジを成形できる。
成形した炭素繊維強化プラスチック製ミニチュアブリッジの破壊試験を実施し、得られた結果を正しく整理できる。
チームプロジェクトとしてのコラボレーション能力を発揮し、その中で技術者倫理に基づいて行動できる。
自分達で設計・成形・試験した内容を指定された形式に基づくレポートとしてまとめ、発表することができる。
達成度評価
評価方法 試験 クイズ
小テスト
レポート 成果発表
(口頭・実技)
作品 ポートフォリオ その他 合計
総合評価割合 0 0 60 20 0 0 20 100
評価の要点
評価方法 行動目標 評価の実施方法と注意点
試験
クイズ
小テスト
レポート 設計報告書および最終成果報告書により評価する。
成果発表
(口頭・実技)
第15回に実施する公開成果発表により評価する。
作品
ポートフォリオ
その他 学習に対する意欲、授業中の態度、授業への積極的な参加などを総合的に評価する。
具体的な達成の目安
理想的な達成レベルの目安 標準的な達成レベルの目安
①複合材料構造に関する力学に基づいて炭素繊維強化プラスチ ック製ミニチュアブリッジの寸法・形状を設計できる。②応力 解析に基づいて炭素繊維強化プラスチック製ミニチュアブリッ ジの積層構成を検討し、その変形・破壊特性を設計できる。③ 欠陥の少ない精度の高い炭素繊維強化プラスチック製ミニチュ アブリッジを成形できる。④成形した炭素繊維強化プラスチッ ク製ミニチュアブリッジの破壊試験を実施し、得られた結果を 正しく整理できる。⑤チームプロジェクトとしてのコラボレー ション能力を発揮し、その中で技術者倫理に基づいて最適な積 層構成を提案できる。⑥自分達で設計・成形・試験した内容を 指定された形式に基づくレポートとしてまとめ、その成果を対 外的な場で公表することができる。 ①炭素繊維強化プラスチック製ミニチュアブリッジの寸法・形 状を設計できる。②応力解析に基づいて炭素繊維強化プラスチ ック製ミニチュアブリッジの積層構成を設計できる。③炭素繊 維強化プラスチック製ミニチュアブリッジを成形できる。④成 形した炭素繊維強化プラスチック製ミニチュアブリッジの破壊 試験を実施できる。⑤チームプロジェクトとしてのコラボレー ション能力を発揮し、その中で技術者倫理に基づいて行動でき る。⑥自分達で設計・成形・試験した内容を指定された形式に 基づくレポートとしてまとめ、その成果を発表することができ る。
授業明細
回数 学習内容 授業の運営方法 学習課題 予習・復習 時間:分
1 学習支援計画書の説明、科目の方針と全体像の解説 ガイダンス 複合材料工学について予習してお く。 200
2-4 ブリッジ作製方針の議論・ブレインストーミング・改 善 議論 各自の案を事前に検討する。 議論の内容を受けて各自の案を修 正する。 300 300
5 ブリッジ寸法および形状の決定 議論 各自の案を事前に検討する。 結果を整理する。 100 100
6 ブリッジ成形用アルミ型の作製 実習,議論 実習に必要な準備をする。 結果を整理する。 100 100
7-8 有限要素解析による応力解析 実習,議論 演習に必要な準備をする。 設計報告書をまとめて、提出する 。 200 200
9-11 ブリッジ成形 実習,議論 実習に必要な準備をする。 結果を整理する。 300 300
12-13 ブリッジ破壊試験 実習,議論 実習に必要な準備をする。 結果を整理する。 200 200
14 成果に関する議論 議論 最終成果報告書草稿を作成・提出 する。 議論のポイントについて理解し、 最終成果報告書を完成させ、次週 に提出する。 200 200
15 成果発表、自己点検 発表 最終成果報告書を作成・提出する 。 成果発表の準備をする。 200 100