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科学技術入門シリーズ 1 機械システム工学入門
内容紹介
小沼義昭・中山 顕・加藤 章・藤井 洋著◆機械系の学生には入門書,各種試験の復習用として,他学科の方には機械工学概論書として利用できるようまとめた。〔内容〕材料/固体力学/機械力学/機構学/制御工学/流体力学/流体機械他
編集部から
目次
1. 序
1.1 機械の定義
1.2 機械工業
1.3 機械工学
1.4 単位系(SI)
2. 材 料
2.1 機械材料の選択
2.2 金属材料の結晶構造
純金属の結晶構造と変態/合金の結晶構造
2.3 炭素鋼
炭素鋼の状態図/炭素鋼の変態および標準組織/炭素鋼の熱処理
2.4 合金鋼
3. 材料力学
3.1 応力とひずみ
応力/ひずみ/フックの法則
3.2 引張りと圧縮
棒の引張りと圧縮/熱応力
3.3 は り
はり/はりの種類/はりのせん断力と曲げモーメント/
はりの曲げ応力/はりの曲げによるたわみ
3.4 丸棒のねじり
3.5 柱
柱の座屈/座屈応力
4. 機械力学(動力学)
4.1 力学とモデリング
4.2 物体の運動の表し方――運動学
4.3 並進運動と力の関係――ニュートンの運動法則
4.4 回転運動と力の関係
4.5 振動現象の力学
4.6 1自由度系の自由振動
4.7 減衰を考えた1自由度系の自由振動
4.8 振動的な外力を受ける1自由度系の応答
5. 機構学(メカニズム)
5.1 機構と機械
機構/機械の簡単な定義
5.2 機素と対偶
接触方法による対偶の分類/運動拘束性による対偶の分類
/自由度による対偶の分類
5.3 節と連鎖
節の分類/連鎖の動き
5.4 連鎖の動き方の判定法
5.5 連鎖の自由度解析(平面運動連鎖)
5.6 連鎖の運動解析(平面運動連鎖)
図式解法による解析/数理解法による解析(ベクトル解法)
6. 制御工学
6.1 制御とは何か
6.2 制御システムの表し方
伝達関数/ブロック線図
6.3 制御システムの応答
ラプラス変換/ステップ応答
6.4 システムの安定問題
6.5 制御のよさ
定常特性/過渡特性/周波数応答
6.6 制御システムの設計
7. 流体力学
7.1 流体とは何か
7.2 流体力学の歴史
7.3 基礎方程式
連続の式(質量保存則)/オイラーの運動方程式/
ベルヌーイの定理/ベルヌーイの定理の応用
7.4 完全流体の流れ
速度ポテンシャルと流れ関数/流れ関数/複素ポテンシャル/等角写像
7.5 粘性流体の力学
ニュートンの粘性法則/ナビエーストークス方程式/
レイノルズの実験とレイノルズ数/レイノルズの相似則
7.6 管路の流れ
流速分布/流量/摩擦係数/乱流状態の管路流れ
7.7 境界層
境界層の概念/境界層方程式/境界層を特徴づける厚さの定義/境界層のはく離
7.8 自由せん断乱流
噴流と後流/速度分布と半値幅/円柱後流とカルマン渦
8. 流体機械
8.1 流体機械の分類
8.2 流体機械におけるエネルギー保存則
8.3 運動量の法則によるターボ機械の理論
8.4 ポンプ
8.5 水 車 126
8.6 流体伝動装置
9. 熱力学
9.1 熱力学の第1法則
系と周囲/可逆変化と不可逆変化/熱力学の第1法則/
閉じた系のエネルギー式/開いた系のエネルギー式
9.2 理想気体の状態変化
理想気体の状態式/比熱,内部エネルギーおよびエンタルピー/
理想気体の状態変化
9.3 熱力学の第2法則
自然現象の変化の方向/熱力学の第2法則/
熱機関および冷凍機のサイクル/カルノーサイクル
9.4 エントロピ
可逆変化におけるエントロピーの変化/不可逆変化におけるエントロビーの変化
/熱力学の第2法則のエントロピーによる表現/物質のエントロピー
/温度-エントロピー線図
10. 熱機関
10.1 燃 焼
10.2 往復動内燃機関
ガソリン機関/ディーゼル機関/
10.3 ガスタービン機関
10.4 蒸気原動機
蒸気の性質/蒸気サイクル
11. 伝熱(熱移動)
11.1 熱移動の様式
11.2 フーリエの法則および熱伝導率
11.3 熱伝達率と温度境界層
熱伝達率/温度境界層
11.4 熱伝導の見積もり
11.5 対流熱伝達
レイノルズ数とグラスホフ数,層流と乱流/ヌッセルト数/
対流熱伝達の支配方程式/熱伝達の見積もり
11.6 沸騰と凝縮
沸騰曲線/プール核沸騰の整理式/凝縮熱伝達
11.7 熱放射
12. 機械設計
12.1 機械要素
ねじ/歯車
12.2 機械製作の手順と機械設計
12.3 最近の機械設計
製品設計の方向/環境を考えた設計/情報技術(IT)の利用
13. 機械工作
13.1 人の手による作業および加工
形状,寸法の計測/基準ゲージと限界ゲージ/仕上げ作業
13.2 切削加工
切削用工具材料/金属の切削機構/切削加工の種類
13.3 研削加工
13.4 鋳造法
13.5 塑性加工
鍛造加工/プレス加工
13.6 その他の加工
14. 文 献
15. 索 引
執筆者紹介
【執筆者】竹園茂男,岩永弘之,成田吉弘,大槻敦巳,高木章二,蒔田秀治,池尾 茂,三田地紘史,小沼義昭,中山 顕,加藤 章,藤井 洋