材料実験室

材料の機械的性質、鋼材の熱処理、破壊靭性・疲労試験

鉄鋼材料の多くは、要求される性能を満足するよう熱処理や表面硬化処理が施されています。自らテーマを決め、その目的を果たすために必要となる試験（引張・圧縮・硬さ・衝撃・疲労試験など）によりデータを計測し、さらに金属組織観察や破面観察により深く考察します。

振動体の制御

ビルに見立てた構造モデルを対象に振動の基礎を学びます。
まず、揺れが大きくなる共振点を測定し、おもりとバネから構成される動吸振器を使って、どのようにして振動を抑えればよいかを実験します。

木材に関する実験

木材は優れた力学的特性をもっています。しかし、年輪による顕著な方向性があるので、加える力の条件の違いに対する配慮が必要です。本実験では杉、松の無欠点小試験体について、「曲げ」「引張」「圧縮」「せん断」試験を実施し、破壊までの挙動を観察します。

フレッシュコンクリートの特性

セメント、砂、砂利を水と混ぜてできる、ドロドロのフレッシュコンクリートの特性は原材料の混合割合（調合）により変わり、型枠に流し込んで硬化させたコンクリートの特性にも大きく影響します。本実験では、調合設計やフレッシュコンクリートの流動性に関わる各種試験方法を習得します。

■関連実験室　工作実験室

硬化コンクリートの特性

自分たちで作製したコンクリート供試体の硬化後の圧縮強度と引張強度試験を実施します。コンクリートの材齢（コンクリートを型枠に流し込んでからの日数）と強度の関係を含め、硬化コンクリートの力学的特性を定量的に評価します。

引張試験

鋼棒（素材）や溶接でつないだ鋼板の試験体を万能試験機に設置し、引張力の作用による変形で破断に至る過程を計測評価するとともに、破断面形状の観察も行います。

組織検査

鋼材の力学的特性は鋼材の組織と深く関係しています。本実験では鋼材の組織を金属顕微鏡によって観察します。また溶接接合の熱影響部の組織変化も観察します。

硬さ試験

鋼材の硬さは鋼材の引張強度などの機械的性質と密接に関係しているので、材料を破壊せずに強度を推測することに利用されます。本実験では様々に定義される材料硬さの測定方法を習得します。

小型建物モデルの振動を計測する動的実験

グループで小型建物モデルの剛性評価や自由振動および強制振動時の各フロアの加速度測定を行います。小型建物モデルにおもりを付加した場合の挙動の変化を観察し、加速度の時刻暦応答波形より減衰率を求めます。さらに、振動理論と実現象との比較検証も実施します。

■関連実験室　材料実験室、熱工学・流体・制御工学実験室

地盤・実建物の振動測定

地盤や建物は常にわずかではあるが揺れており、常時微動と呼んでいます。本実験ではキャンパス内の地盤や51号館の常時微動による揺れを実測して、建物の周期や振動モード、減衰などの振動特性を求めます。さらに、人力で加振する事によってもそれぞれの特性を評価します。

鉄筋コンクリート梁モデルの曲げ試験

コンクリートの代わりにモルタルを、鉄筋の代わりに針金を用いて、長さ30cmの鉄筋コンクリート梁モデルを製作します。梁の曲げ試験により鉄筋コンクリートの特徴を学び、モルタルおよび針金の材料試験結果を用いて梁の強度を評価し、梁の曲げ試験結果との比較により強度算定式への理解を深めます。

振動実験

可動部を有する機械構造物は必然的に振動現象を生じ、場合によっては、構造物の破壊や機器の故障などの悪影響を及ぼします。一方で、振動を活用した機器も多く存在します。特に各種の振動現象やその発生原理などを実際に触れ、理論計算と関連づけることにより、基礎事項の習得を目的としています。

その他の項目として「材料の機械的性質」「応力測定」を行います。

■関連実験室　熱工学・流体・制御工学実験室

メカニカルエンジニアリングラボA

高度で専門性の高い実験を実施するため、医療・ロボティクス部門、環境・エネルギー部門、デザイン・共創部門ごとに設定した３～４つのテーマが設けられています。その中から自分の所属研究室に近い分野の知識・能力を自ら試行錯誤しながら身につけます。実験計画→実験検討→発表などを数週間にわたりじっくり取り組み、専門知識や自ら考え行動する力を養います。

■関連実験室　熱工学・流体・制御工学実験室、電気工学実験室

RCはりの設計と型枠の作製

グループ毎に異なった目標設計強度が与えられ、この条件に近づけられるようRCはりを設計します。設計に基づいた型枠作成と鉄筋の配置を行うことで、設計通りに作製することの難しさを体験します。

コンクリートの打設と脱型

作製した型枠に学生自身がコンクリートを流し込む打設作業を行います。気泡の混入を防ぎ、均質な供試体の作製を目指します。翌週に型枠を取り除く脱型作業を行い、所定の強度を発現させるべく28日間以上の養生を行います。

震動実験

橋桁を模した供試体に対して加振機による地震動を加え、震動現象を確認するとともに、応答信号を測定します。測定した応答信号と1自由度モデルのシミュレーション結果を比較し、モデルの妥当性を検証します。

震動実験

橋桁を模した供試体に対して加振機による地震動を加え、震動現象を確認するとともに、応答信号を測定します。測定した応答信号と1自由度モデルのシミュレーション結果を比較し、モデルの妥当性を検証します。

RCはりの曲げ試験（コンテスト）

RCはりの4点曲げ試験を行い、ひび割れの発生や進展、変形や破壊時のモードを確認し、理論と実験の比較を行います。また、グループ間で目標設計荷重とのズレを比較し、目標値にもっとも近いグループを決定します。

金属材料の引張・圧縮実験

引張強さおよび圧縮強さは材料の機械的性質を代表するものとして最も広く用いられ、また設計の際にも基本の値として利用されます。一般構造用圧延鋼材の引張試験および鋳鉄とアルミ合金の圧縮試験を行い、強度の測定や破断に至るまでの過程を観察します。

ひずみの測定

簡易な構造モデルで構造物の主要な要素である梁と柱の相違点を調べます。また、座屈という柱のような細長い部材にある限度以上の圧縮荷重が作用すると横に大きく曲がりだして元に戻らなくなる現象についても学びます。

振動の計測

構造物が地震、風、波浪などの外力を受けたときの挙動を知ることは振動対策を講じる上で重要です。本実験では簡易な振動モデルを対象に減衰定数や固有振動数を求めます。

フレッシュコンクリートを観る、触る

コンクリートを構成する材料を理解すると共に、配合の違いによる物性の変化を確認し、実際に供試体の作成を体験します。

RCはりに生じるひび割れ進展と破壊の観察

RCはりの4点曲げ載荷試験を通して、載荷点間および載荷点と支点間にあらわれるひび割れ進展の様子と両区間の応力状態の関係を理解します。また、コンクリートの圧縮強度試験の結果を用いて、RCはりに曲げひび割れが最初にあらわれる際の荷重値を計算し、理論値と実験値の比較を行います。