理工学部Faculty of Science and Engineering
MEC400XB（機械工学 / Mechanical engineering 400）トライボロジーTribology
平野 元久Motohisa HIRANO
授業コードなどClass code etc
| 学部・研究科Faculty/Graduate school | 理工学部Faculty of Science and Engineering |
| 添付ファイル名Attached documents | |
| 年度Year | 2021 |
| 授業コードClass code | H5152 |
| 旧授業コードPrevious Class code | |
| 旧科目名Previous Class title | |
| 開講時期Term | 春学期授業/Spring |
| 曜日・時限Day/Period | 木4/Thu.4 |
| 科目種別Class Type | |
| キャンパスCampus | 小金井 |
| 教室名称Classroom name | |
| 配当年次Grade | |
| 単位数Credit(s) | |
| 備考（履修条件等）Notes | |
| 他学部公開科目Open Program | |
| 他学部公開（履修条件等）Open Program (Notes) | |
| グローバル・オープン科目Global Open Program | |
| 成績優秀者の他学部科目履修制度対象Interdepartmental class taking system for Academic Achievers | |
| 成績優秀者の他学部科目履修（履修条件等）Interdepartmental class taking system for Academic Achievers (Notes) | |
| 実務経験のある教員による授業科目Class taught by instructors with practical experience | |
| SDGsCPSDGs CP | |
| アーバンデザインCPUrban Design CP | |
| ダイバーシティCPDiversity CP | |
| 未来教室CPLearning for the Future CP | |
| カーボンニュートラルCPCarbon Neutral CP | |
| 千代田コンソ単位互換提供（他大学向け）Chiyoda Campus Consortium | |
| カテゴリー＜理工学部＞Category |
機械工学科機械工学専修 学科専門科目 |
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Outline (in English)
Introduction to tribology, i.e., engineering and science of fiction is presented in this lecture. The basics of friction is explained from two perspectives. The first point of view is to learn an introduction to macroscopic tribology. As the second viewpoint, the microscopic scale, i.e., the micro-scale tribology approaching the molecular-atomic scale is discussed .
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の概要と目的（何を学ぶか）Outline and objectives
摩擦に関する工学の入門を学ぶ．本講義では2つの視点から摩擦学，すなわちトライボロジーの基礎を解説する．まず1つ目の視点として，巨視的スケール，あるいはマクロスケールのトライボロジーの入門編を学ぶ．2つ目の視点として，微視的sケール，あるいは分子原子スケールに迫るミクロスケールのトライボロジーを解説する．
到達目標Goal
マクロトライボロジーでは，摩擦力学，接触と摩擦，油があるときの摩擦，流体潤滑の基礎の理解を目指す．ミクロトライボロジーでは，表面粗さと接触，固体の摩擦係数，表面と潤滑剤の相互作用，分子の吸着と境界潤滑，潤滑油添加剤，真空下の摩擦と超潤滑の基礎の理解を目指す．
この授業を履修することで学部等のディプロマポリシーに示されたどの能力を習得することができるか（該当授業科目と学位授与方針に明示された学習成果との関連）Which item of the diploma policy will be obtained by taking this class?
ディプロマポリシーのうち、「DP1」と「DP2」と「DP4」に関連
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の進め方と方法Method(s)（学期の途中で変更になる場合には、別途提示します。 /If the Method(s) is changed, we will announce the details of any changes. ）
授業計画に沿って，適宜教材を配布し，演習課題，プログラミング課題を活用し，理解度を確認しながら進める．適時、提出された課題に対してフィードバックを行う。 適時、学習等の実施内容に対してフィードバックを行う。 適時、質疑によって受講生の疑問にフィードバックを行う。
アクティブラーニング（グループディスカッション、ディベート等）の実施Active learning in class (Group discussion, Debate.etc.)
なし / No
フィールドワーク（学外での実習等）の実施Fieldwork in class
なし / No
授業計画Schedule
※各回の授業形態は予定です。教員の指示に従ってください。
第1回：１ マクロトライボロジー
１-1 摩擦力学
・アモントンの法則．
・ベルトの摩擦
第2回：１-2 なめらかな表面の接触と摩擦(1)
・3種類の接触
・接触と弾性変形
・ヘルツの接触
第3回：１-3 なめらかな表面の接触と摩擦(2)
・せん断応力とせん断強度
・弾性接触での静止摩擦係数
・弾性変形の限界
第4回：１-4 油があるときの摩擦(1)
・潤滑油と摩擦
・粘度と動粘度
・クエット流れとポアゼイユ流れ
・粘度の測定法
第5回：１-4 油があるときの摩擦(2)
・ストライベック線図
・ストライベック線図と摩擦の形態
第6回：１-5 流体潤滑(1)
・動圧軸受とレイノルズ方程式
・圧力発生に重要なパラメータ
第7回：１-5 流体潤滑(2)
・すべり軸受の動圧分布
・レイノルズ方程式の修正と限界
第8回：２ ミクロトライボロジー
２-1 表面粗さと接触
・表面粗さの表し方
・表面粗さの測定法
・圧縮とせん断が同時に加わるときの応力状態
第9回：２-2 固体の摩擦係数
・空気中での金属の摩擦係数
・金属の表面と酸化膜
・酸化膜の潤滑効果
第10回：２-3 表面と潤滑剤の相互作用(1)
・液体の表面張力と液滴の形
・せっけん膜にはたらく表面張力
・ラプラスの式
第11回：２-4 表面と潤滑剤の相互作用(2)
・毛管上昇
・ヤングの式
・固体の濡れ性と臨界表面張力
第12回：２-5 分子の吸着と境界潤滑
・吸着
・物理吸着と化学吸着
・境界潤滑膜の構造と強度
第13回：２-6 潤滑油添加剤
・粘度を調整するための添加剤
・潤滑油粘度の非ニュートン性
・動きを円滑にするための耐荷重添加剤
第14回：２-7 真空下の摩擦と超潤滑
・摩擦の分子説
・摩擦の計算機シミュレーション
・超潤滑の発生機構
授業時間外の学習（準備学習・復習・宿題等）Work to be done outside of class (preparation, etc.)
【本授業の準備・復習等の授業時間外学習は、4時間を標準とする】(1) 各授業テーマ課題に関するテキスト，宿題を実施する．(2) 授業中の学習だけでは本当の理解を得られない．自発的に学ぶ学習態度が必須である．
テキスト（教科書）Textbooks
プリントを配布する
参考書References
Motohisa Hirano, Friction at the Atomic Level: Atomistic Approaches in Tribology, Wiley-VCH (2017).
成績評価の方法と基準Grading criteria
授業中課題を10%，定期試験を90%の割合で評価する．出席日数が全体の2/3に満たない学生については，評価対象外(E)とする．なお，30分を超える遅刻は，特別な理由が無い限り，欠席とする．
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
(1) 演習課題・小テストを実施し，理解度を確認して進める．(2) 演習課題の実施によって，力学の問題を自力で解くことが出来るようする．(3) 理解度を上げるため，理解の状況や進捗に合わせて授業計画の順序や内容を柔軟に変更する．
学生が準備すべき機器他Equipment student needs to prepare
特になし．
その他の重要事項Others
大学生活は，社会に出て就職する前の最後の準備期間(学習期間)である．社会人となると，学生時代のような手厚い教育を受ける機会は激減する．そのため，社会に出るまでに，独力で学習できる技術・能力・心構えを身に付けられると良い．この能力と技能は生涯に渡って必要なものであり，社会に出た後，どの分野に進んだとしても必ず役に立つ．