2025年 理工学部 シラバス - 機械工学科
設置情報
| 科目名 | 軽量構造力学 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 機械工学科 | 学年 | 3年 |
| 担当者 | 漆山 雄太 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 金曜1 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | F51Q |
| クラス | |||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
| その他 | 実務経験のある教員による授業科目 | ||
概要
| 学修到達目標 | 構造軽量化について基礎となる着眼点と考え方について解説する． 自動車の構造について先進研究から商品開発までの幅広い実務経験を生かして，IT時代にあって，力学を実践で使うという観点で，知識を実践的に使う勘所について講義していきたい．薄板中空ビームをその例題として取り上げる． |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
本授業は原則「対面授業」とする。 聴講、板書、討議の組み合わせて授業を実施する．また，理解のため表計算ソフト（EXCEL）も活用する． ２回の理解度テストとグループ討議を実施し，成績を決定する． 授業中においては，積極的に質問，意見を述べることを歓迎する． |
| 履修条件 | 材料力学（はりの曲げ、棒のねじりについての理解）（強度、剛性の理解），日本語 |
| ディプロマ・ポリシー（DP）及びカリキュラム・ポリシー（CP）との関連 | 本授業科目はDP3・5及びCP3・5に該当しています． |
授業計画
| 第1回 | ・軽量構造力学の背景 軽量化のニーズと対応技術事例 荷重点と支持点 | 【事前学修】軽量材料について調べまとめてておく フリーボデーについて調べてまとめておく 【事後学修】講義の内容を復習する。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
|---|---|---|---|
| 第2回 | ・構造形式と重量 パネル構造、トラス構造、ラーメン構造について、2次元構造で考察する。 | 【事前学修】材料力学のトラス構造とラーメン構造を見直す。 【事後学修】講義の内容を復習する。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第3回 | ・ロードパスの概念（１） 自動車のステアリングハンガービームを事例に、一次元はり理論（Classical Beam)を用いてジオメトリーと軽量化の関係について考える． | 【事前学修】ステアリングハンガービームを調べてくる。 【事後学修】講義の内容を復習する。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第4回 | ・ロードパスの概念（２） 自動車のステアリングハンガービームを事例に、一次元はり理論（Classical Beam)を用いてジオメトリーと軽量化の関係について考える． | 【事前学修】材料力学の梁理論を復習しておく。ロードパスについて調べておく。 【事後学修】講義の内容を復習する。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第5回 | ・１－４回までの範囲で理解度テストを実施する． 対面・WEB授業にかかわず、授業時間内で解答し提出． ノート、電卓、パソコン、スマートフォンの持ち込み可． | 【事前学修】これまでの講義内容をまとめる。 【事後学修】講義の内容を復習する。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第6回 | ・薄板断面に加わる荷重（Point Loading of Thin-walled Section)一次元はりとの違い。局所変形と対応 | 【事前学修】弾性学の二次元弾性・平面応力問題を調べてくる(復習)。 【事後学修】講義の内容を復習する。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第7回 | ・閉断面と開断面のねじりと構造例 | 【事前学修】弾性学の薄肉部材のねじりの「閉じ断面部材」を調べてくる。 【事後学修】講義の内容を復習すること。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第8回 | ・薄板パネルの組構造例 1.両端補強の開断面のねじりとラッピングビーム（Warping of Open Section） 2.スポット溶接とフランジ ピールとシェア | 【事前学修】弾性学の薄肉部材のねじりの「開き断面部材」を調べてくる。 【事後学修】講義の内容を復習すること。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第9回 | ・平板の座屈（Plate Buckling) 実践的な解析のための境界条件について. | 【事前学修】材料力学の座屈を調べてくる。 【事後学修】講義の内容を復習すること。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第10回 | ・平板の座屈後の特性（Post Buckling Behavior of Plate)と有効幅（Effective Width)の概念 | 【事前学修】平板の座屈を調べてくる。 【事後学修】講義の内容を復習する。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第11回 | ６～10回の範囲で理解度テスト（レポート形式）を実施する．対面・WEB授業にかかわず、授業時間内で解答し提出． ノート、電卓、パソコン、スマートフォンの持ち込み可． | 【事前学修】本授業の内容をまとめる。 【事後学修】本授業の内容を見直す。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第12回 | 薄板断面の損傷条件（Thin-walled Section Failure Criteria)を理解して、剛性と強度の目標達成に向けての軽量構造の検討（その１） | 【事前学修】損傷について調べてくる。 【事後学修】講義の内容を復習する。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第13回 | 薄板断面の損傷条件（Thin-walled Section Failure Criteria)を理解して、剛性と強度の目標達成に向けての軽量構造の検討（その２） | 【事前学修】座屈応力、材料強度について調べておく（復習）。 【事後学修】講義の内容を復習する。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第14回 | 討議と解説1 授業参加者全体で討論し、学んだこと活用する応用体験の場とする． | 【事前学修】グループ分けを事前におこなう．与えられた課題に対してプレゼンテーションを行うので発表のグループは事前準備をすること． 【事後学修】各自の視点で内容を復習しノート等にまとめておく。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第15回 | 討議と解説2 授業参加者全体で討論し、学んだこと活用する応用体験の場とする． | 【事前学修】グループ分けを事前におこなう．与えられた課題に対してプレゼンテーションを行うので発表のグループは事前準備をすること． 【事後学修】各自の視点で内容を復習しノート等にまとめておく。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
その他
| 教科書 | |
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| 参考書 |
Donald E. Malen, Fundamentals of Automobile Body Structure Design, SAE international, 2011
藤本雄一郎、漆山雄太 『自動車のマルチマテリアル戦略』 ＮＴＳ 2017年
＃１は本講義の題材の一部が掲載されています。
幅広く、自動車のボデーの構造力学が記述されています。
＃２は最新の自動車軽量化技術について、材料、接合、成形、表面処理、トレンドなど幅広い分野を一冊として取りまとめた書物です。
以上の2冊で自動車の軽量化要素技術を概ねカバーすることができます。
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| 成績評価の方法 及び基準 |
下記１を基準に２，３で加点をして成績評価を行う。 １．理解度テスト（レポート）内容 ２．討議でのプレゼン参加およびプレゼンの質 ３．授業中における積極性（意見の発言，質問） |
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定期試験等に ついて |
平常点やレポート等の課題による評価予定 |
| 質問への対応 | 授業の最後に質問時間を取るので、その時間で質問することを原則とする。 |
| 研究室又は 連絡先 |
urushiyama.yuta20@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー | |
| 学生への メッセージ |
エンジニアの研究開発力は，問題を解くことではありません．知識＋知識活用＋発想＋伝える力＋相手＋環境、、、いろいろと「自分の知恵」を生かすことが求められます．自分自身の将来のきっかけを掴んでください。 |