理工学部Faculty of Science and Engineering
MTL300XB（材料工学 / Material engineering 300）複合材料工学Composite Materials
新井 和吉Arai KAZUYOSHI
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 | 2022 |
| 授業コードClass code | H5072 |
| 旧授業コードPrevious Class code | |
| 旧科目名Previous Class title | |
| 開講時期Term | 秋学期授業/Fall |
| 曜日・時限Day/Period | 水2/Wed.2 |
| 科目種別Class Type | |
| キャンパスCampus | 小金井 |
| 教室名称Classroom name | 各学部・研究科等の時間割等で確認 |
| 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)
（Course outline）A composite material is made from two or more constituent materials, and has characteristics that are superior to the individual materials. In this course, the student will learn the composition of these materials, molding methods, and the physical properties of fiber reinforced plastics (FRPs) widely used in the recent years, such as the polymer matrix composite, the metal matrix composite, and the ceramic matrix composite. Moreover, he/she will understand how the strength of a single material is developed and applied to a composite material. At the end of the course, the student is expected to describe the fundamental theories of elasticity, mixture, and breakage rules, and anisotropy and lamination theory of the composite material.
(Learning Objectives）The goals of this course are as follows:
(1) Obtain basic knowledge of types of composite materials as well as their manufacturing processes. (2) Understand the fundamental theories of elasticity, stress, strain and deformation, mixtures rules of composite materials.
（Learning activities outside of classroom）A composite material or a composite is made from two or more constituent materials. Therefore, it is necessary to have a thorough understanding of the properties of individual materials.
(Grading Criteria /Policy）The student’s overall grade in class will be based on the following:
- Short reports: 10%
- Term-end examination: 90%
This course will be taught in Japanese.
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
複合材料は二種以上の材料からなり，単一の材料では得られない優れた特性を発現することができる材料である．近年，最も多く使用されている高分子基複合材料である繊維強化プラスチック（FRP）を中心に，金属基複合材料やセラミックス基複合材料も含め，これらの構成材料と成形法，力学的物性等について学ぶ．
到達目標Goal
1)複合材料の種類や製造法について理解する．
2)複合材料の弾性理論，複合則について理解する．
3)複合材料の異方性や積層理論等について理解する．
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. ）
複合材料の構成材料と成形法、力学的物性等について解説するとともに，具体的な複合材料の種類や製造法についても講義する．また，単一材料における材料力学を複合材料の場合にも発展させ，弾性理論，複合則，破損則，さらには複合材料の特質である異方性や積層理論等の基礎的事項を解説する．また，最近の高機能性複合材料についてもふれる．
授業計画に変更がある場合は，学習支援システムを通じてその都度提示する．課題等の提出・フィードバックは学習支援システムを通じて行う予定である．
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
授業形態/methods of teaching：対面/face to face
※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[対面/face to face]：機械の材料
工業材料の種類と分類
第2回[対面/face to face]：複合材料の種類
複合とは、複合材料の歴史、FRPの種類と特徴
第3回[対面/face to face]：FRPの構成素材
マトリックス樹脂と強化繊維の特徴
第4回[対面/face to face]：複合材料の成形法
複合材料の成形フロー
第5回[対面/face to face]：同上
FRPの各種成形法
第6回[対面/face to face]：複合材料の異方性
複合材料の異方性，圧力容器の強度
第7回[対面/face to face]：複合材料の一般的強度
強度に関する留意事項と非破壊試験法
第8回[対面/face to face]：同上
機械的性質、比強度・比弾性率
第9回[対面/face to face]：同上
弾性理論と破損則
第10回[対面/face to face]：複合則
繊維強化複合材料の引張応力
第11回[対面/face to face]：同上
繊維強化複合材料の弾性係数
第12回[対面/face to face]：同上
繊維強化複合材料の引張強さ
第13回[対面/face to face]：同上
短繊維強化複合材料の引張応力と弾性係数
第14回[対面/face to face]：同上
複合則の演習
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】複合材料は，機械の材料として学んできた単一材料の内，二種類以上を複合化して作製された材料であり，単一の材料の利点を引き継ぐと共に，さらに優れた特性を発現することができる材料である．したがって，各単一材料の特性を十分に復習し理解しておくこと．
後半の複合材料の強度や剛性に関する複合則は，１～２年生で学んだ基礎材料力学や材料力学の基礎知識が必須となるので，これらの授業で使用した教科書「材料力学」の主に1章～3章を復習しておくこと．なお，学生によっては同教科書の11章を学習していない学生もいるので，あらかじめ目を通しておくことが望ましい．
テキスト（教科書）Textbooks
教科書は使用しない（毎時間、資料を配付する）．
参考書References
授業内にて適宜紹介する．
成績評価の方法と基準Grading criteria
５回程度の演習(10％)と期末試験の結果(90％)により総合的に評価する．原則として出席率70％以上を成績評価対象とする.
本講義において設定した達成目標の60％以上に達した学生を合格とする．
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
最新の材料に関する新たな知識を身につけられるように，詳細な資料と共に今後も紹介していく予定である．