教育用卓上材料強度試験機システムの試作

• 研究課題/領域番号: 08650100
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 福井大学
• 研究代表者: 小幡谷 洋一 福井大学, 工学部, 教授 (90016775)
• 研究分担者: 伊藤 隆基 福井大学, 工学部, 助手 (40242581)
• 研究期間 (年度): 1996 – 1997
• 研究課題ステータス: 完了 (1997年度)
• 配分額: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円); 1997年度: 300千円 (直接経費: 300千円); 1996年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
• キーワード: 工学教育 / 材料試験機 / 材料強度 / 試験機開発 / 教育方法 / 工業教育 / 材料試験機開発 / 教育改革 / 材料試験

研究概要

本研究では、研究代表者らが進めてきた材料強度教育方法等改善に関する対策の一環として、教育用の卓上材料強度試験システムを設計・製作した。すなわち、講義および学内外でのセミナー等で利用できる稼動容易な小型・軽量な試験機システムを製作した。開発した試験システムは、引張・圧縮および繰返し負荷試験が可能な材料強度試験機、さらに計測データ信号をデジタル・グラフィック処理を行うコンピュータシステムと材料の変形挙動を巨視的・微視的に観察可能な顕微鏡およびそれらの出力信号をデジタル・ビジュアル処理を行うコンピュータシステムを組み入れた構成となっている。
本試験システムは、材料の複雑な挙動を巨視的および微視的な両側面から同時に観察できるようになっており、材料の変形挙動をより深くかつ分かり易く理解できるとともに、学生が材料強度に対して興味を持つことができるように工夫されている。また、製作したシステムは工学の知識がなくても材料の変形・破壊現象を具体的・直感的にとらえることが可能で、工学系以外の学生を含めて低年齢層(小・中・高校生)から一般社会人を対象とした材料強度に関する教育にも活用できることを確認した。すなわち、開発した材料強度試験システムを用いた講義等を試験的に実施したところ、材料強度に対する興味や理解の向上といった点で学生のかなり高い評価が得られた。しかし、本試験システムを本格的に用いた講義を実施するには、教材やビジュアルプログラムなどのソフト面の工夫および改良が必要であると考えられる。また、さらに試験的な講義を実施して学生の反応、意見および教育効果を調査するとともに、それらの結果をフィードバックすることにより本システムを用いた新たな教育方法を確立する必要がある。