材料工学特論 科目名 学年・学科等名 単位数・開講期 総時間数 担当教員 JABEE科目 1 学年 生産システム工学専攻 2 単位 後期 90 時間 講義 30 + 自学自習 60 堀川 紀孝 科目コード P11005 専門的・必修 JABEE関連 教育プログラム科目区分 203基礎工学科目③材料・バイオ系 教育プログラムの学習・教育目標 A-2(80%) D-1(20%) JABEE基準 d 教 科 書 補 助 教 参 考 名 特に指定はしないが、本科で使用した教科書のほか、下記参考書を推奨する。 材 プリント、材料に関するビデオ 書 機械材料工学(野口徹・中村孝共著、工学図書) A. 教育目標 構造材料として用いられる金属、高分子、セラミックスの構造と特性について理解するとともに、形状 や加工、使用条件が材料の“つよさ”に与える影響を理解し、使用目的に合わせた材料選択ができるこ とを目標とする。 B. 概要 材料は工業製品の性能を決める最も基本となるものである。特に強度については軽くて強いものが 求められており、それを実現するために必要な材料の性質について、加工や力学とともに考え理解する。 また、事故に至った部材の破壊事例等を参考に、使用目的や使用条件に合わせた材料の選択につい て学ぶ。 授業項目 時間 各種材料 (1) 鉄鋼材料と熱処理 炭素鋼・低合金鋼・特殊鋼・鋳鉄 (2) 非鉄金属材料 軽合金、その他の金属 (3) 非金属材料 セラミックス、高分子材料、複合材 料 設計における材料 (1) 強度設計の考え方 (2) 負荷形態・使用環境による材料 選択 (後期末試験) ◆ 自学自習 ・予習復習 ・課題レポート作成 ・定期試験の準備 F. 内 2 主要な機械材料の種類と特性を理解し、説明 できる。 鉄鋼材料の種類と、合金元素添加の効果、特 殊鋼の役割について説明できる。 非鉄金属の特徴を鋼と比較して説明できる。 2 非金属材料の特徴と用途を説明できる。 2 2 設計における材料の選択について考慮すべ き負荷形態や使用環境について理解し、用 途・形状に応じた最適な材料の選択ができ る。 4 60 本科で学習した内容との関連も多いため、予 習・復習により授業内容を身につけることが 必要である。また、適宜課す課題および定期 試験の準備を合わせたものとする。 関連科目 化学、物理、材料学、機械材料学、材料力学、電子物性工学、連続体力学 C. 学習上の留意点 材料の性質の理解には、その微視構造への視点が欠かせない。また、“もの”のつよさを理解するに は、材料単体の性質だけでなく、部材の形状の影響や作用する力の種類、使用環境、加工法についても 理解する必要がある。 D. 評価方法 試験(80%)、課題等(20%)を基に評価する。 E. 授業内容 授業項目 材料の構造と性質 平衡状態図 (1) 平衡状態図の見方 (2) 状態図と熱処理 材料強度と破壊 (1) 金属の変形・強度と微視構造 (2) 破壊形態と破壊靭性 (3) 疲労破壊と疲労強度 (4) 温度による金属の特性変化 時間 内 容 2 金属・高分子材料・セラミックスについて、原子 構造と材料特性の違いについて理解し、説明 できる。 2 2 代表的な状態図の見方がわかる。 熱処理における状態図の意味が理解できる。 2 4 4 2 材料試験の方法と材料の様々なつよさについ て理解できる。 材料の様々な強度と破壊形態について理解 し、説明できる。切欠きやき裂の強度への影響 を理解し、その程度を計算できる。 容 教 育 プログラム A-2 D‐1 A-2 D‐1 A-2 D‐1 旭川高専 2014 教 育 プログラム A-2 D-1 D‐1
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