生産加工学基礎(大学院連携科目)

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座学によって塑性加工に関する基礎知識を習得し, 実習を通じて, 学んだことが実際の「ものづくり」において, どのように役立つかを実体験することを目標とする.
この授業科目は、高等学校教育課程の教科「理科」のうちの科目「物理」に関連する. 自動車や産業機器などの製品の多くは, 構成材料の物理的特性を利用して製造されている. 特にものを塑性変形によって変形させるメカニズムは, 多くの場合, 弾塑性力学に基づいて, 工学的な説明が可能である. 実産業界でも塑性力学に基づいて製品設計, 工程設計が行われている. 本科目では, 弾塑性力学の基礎を習得するとともに, 実習を通じて学んだ塑性力学に関する理解を深め, 「ものづくり」の現場において工学が担う役割についての実体験をする.

The target is to learn the fundamental knowledge on metal forming and to know how the knowledge is used in the industry through experiments and experiences. This lecture belongs to the category of "physics" in the field of "science" for the high school curriculum.

Products of automobiles and industrial equipment are manufactured by utilizing physical properties of materials. In particular, the mechanism in metal forming of the manufacturing processes can be explained by the knowledge of science and engineering on elastic-plastic dynamics. The design of products and product lines is actually conducted based on the elastic-plastic dynamics. In this lecture, the students are expected to learn the fundamental knowledge on metal forming and experience the role of engineering in the field of manufacturing.

材料力学
Strength of material

加工学および演習
Manufacturing Technology, Theory and Practice

教科書:特になし
参考書:・塑性学と塑性加工/葉山益次郎 著/オーム社
・非線形有限要素法/日本塑性加工学会編/コロナ社

英語タイプII(Bb)により講義を実施
11回座学とし, 塑性加工学の基礎を学ぶ.
4回分を集中講義で, 実際の実習を行い, 「もの」を正確に作ることの意義を体験する.

座学における塑性力学の基礎
第1回:生産加工学概論, 塑性力学概論
第2回:応力とひずみ 応力/ひずみテンソル
第3回:力の釣合方程式
第4回:金属材料の降伏条件 TrescaとMisesの降伏条件
第5回:塑性加工に関する解析例1 -鍛造-
第6回:塑性加工に関する解析例2 -引抜き-
第7回:塑性加工に関する解析例3 -曲げ-
第8回:塑性加工に関する有限要素解析
第9回:板材加工1, 生産加工ライン概要
第10回:板材加工2, レーザ切断, ブランキング, 溶接, 曲げ
第11回:板材加工3, 組立図から展開図の作成

以下実習を含む集中講義とする.
第12回:せん断のメカニズムとせん断実習
第13回:溶接のメカニズムと溶接実習
第14回:展開部品の製作
第15回:多段曲げのメカニズムと曲げ実験, 組立演習

The lecture is composed of 11 times of classroom lecture for theory and intensive lecture for practice

[1] Classroom lecture for theory
1st: General remark on manufacturing and plastic-dynamics
2nd: Stress and strain, Tensor of stress/strain
3rd: Equation of equilibrium for force
4th: Yield condition, Tresca and von Mises
5th: Theoretical analysis, example 1 - forging -
6th: Theoretical analysis, example 2 - bar drawing -
7th: Theoretical analysis, example 3 - bending -
8th: Finite element analysis for metal forming
9th: Sheet-metal forming 1, process line
10th: Sheet-metal forming 2, laser cut, blanking, welding, bending
11th: Design of development view from assembly view

[2] Intensive lecture for practice
12th: Mechanism in shearing and practice
13th: Mechanism in welding and practice
14th: Manufacturing of development parts
15th: Mechanism in multi-bending and practice on assembly

なし

数回のレポート課題を課す.
また, 講義中に時間外まで時間を費やすことを前提とする課題を課すことがある.

Some reports are required. Students are sometimes requested to study after/before the class.

座学のレポート(67%)と, 課題の実習による評価(33%)にて評価し60点以上を合格とする.
出席は2/3以上を必要条件とする.

評価基準:以下の到達レベルをもって合格の最低基準とする.
・任意面に発生する垂直応力とせん断応力の算出方法を理解していること.
・TrescaとMisesの降伏条件について理解して, 適用できること.
・ひずみ増分理論と全ひずみ理論について理解していること.
・塑性変形における流れ則について理解していること.
・塑性加工に関する基本的な解析方法を理解していること.
・板の塑性曲げに関してモーメントと曲率の関係を理解していること.
・板金曲げを例として, 塑性加工工程を考慮した設計方法を理解していること.
・板金曲げを例として, 産業界における工程を体験し, 理解すること.

The score is determined based on an examination of classroom lectures (67%), and an evaluation of design and practice (33%).
Students are required to attend the class at more than 66% at least.

Students are requested to understand the following items:
- Calculation method for normal stress and shear stress on an arbitrary plane
- Tresca/von Mises criteria
- Strain increment theory and total strain theory
- Flow rule
- Fundamental analysis method for metal forming
- Relationship between moment and curvature
- Design method of manufacturing line taking sheet metal bending as an example
- Process lines in the industry taking sheet metal bending as an example

久保木:東4号棟 524室, 毎週月曜日, 5時限.
梶川 :東4号棟 503室, 毎週火曜日, 5時限.
他の学生が来室していることなどもあり得るため, メールや電話などにより別途アポイントメントを取ること. この時間に都合が付かない場合にも同様に, 別途アポイントメントを取ること.
Kuboki: E4-524, Every Monday, 16:15-17:45
Kajikawa: E4-503, Every Tuesday, 16:15-17:45
Please make an appointment before comming to the room.

技術立国を確立すること以外に「日本は再生の道はないと言われており, このことは機械工学関係に従事する技術者は「ものづくり」によって, この技術立国に貢献できるはずである. 日本人の「ものづくり」のこだわりと, 「ものづくり」へのたゆまぬ努力こそが大切と考えているが, 昨今では3Kという言葉で蔑まれているのは残念である. 我々が使用する製品は数多くの加工法によって製造された部品の結晶の結果であり, その製品がどのような加工法によって製造されているかを理解していないのが現状である. この「ものづくり」について, 優れた工業製品を創り出すために, どのように取り組むべきかを考えてほしい.

○授業形態:リアルタイム