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「京」
3R

ACサーボモータ

AI(artficial intelligence)

言語の理解や推論、問題解決などの人間の知的行動をデータセットとアルゴリズムに基づいて実行する技術である。AI(人工知能)はすでに機械技術分野でも自動運転自動車や掃除ロボット等、多く実用化されており適用の裾野が広がっている。その開発はデータセットの特徴を重み付けてエラーが小さくなるようにアルゴリズムを学習させることで行う。そのため、精度の高いAIを作るにはアルゴリズムだけでなくデータセットの質と量が重要となる。

 

ATS

CAD
CAE
CAM
CCDカメラ

CO2排出低減化技術

地球温暖化の原因となる温室効果ガス(CO2・メタンなど)の中で、長寿命で長期的に影響を及ぼすものがCO2である。森林保護・植林・砂漠緑化による吸収源拡大、地中の石炭層や耐水層への地中貯蔵、深海底への海洋隔離、電気自動車やハイブリッドカー開発による化石燃料使用削減、原子力・風力・太陽光発電などのクリーンエネルギー利用、革新的な製鉄プロセス開発などが研究されている。またトップランナー方式のような高効率機器の開発促進や、高効率機器の導入促進の補助金制度や税制優遇の公的支援が積極的に行われている。

 

DCサーボモータ
DPFのPM浄化メカニズム
DRBFM
EGRシステム

FMEA(Failure Mode and Effect Analysis)

製品・システムの構成要素から取り上げて、製品・システム全体に与える影響を調べる解析手法である。設計段階で考えられる製品・システムに潜在する故障モードを抽出し、その故障モード(破損、断線、短絡、摩擦等)を解析して製品・システムに及ぼす影響を明らかにし、致命的な影響を与える故障を識別するシステム安全工学手法である。

FMS

FTA(Fault Tree Analysis)

絶対に起こってはならぬ事故・トラブル等をトップ事象として取り上げ、これに影響する故障状態をこれらの関連があきらかになるように論理記号を用いて書き下し、トップ事象から原因となる事象とその事象に対する防御手段の検討について、階層的にフォールトルツリーを作成して実施する解析手法である。

 

FTM

 

ISO/IECガイド51

ISOとIECの両機関で共同開発された、国際的安全規格の導入方針を規定している。機械・電気・化学・医療などの、幅広い分野に適用できる統一的な考え方に基づく規格作成を可能にするための指針である。人のみならず財産や環境も保護対象としている。①規格の階層構造化、②リスク低減の方法論、③安全の概念、④リスクアセスメントの実施要求、などについて規定されている。

 

 

MEMS(Micro Electro Mechanical System)

微小な部品から構成される電気機械システムのことである。構成部品は、半導体製造技術やマイクロエレクトロニクス技術を応用した微細加工技術で加工される。マイクロマシンや光学、医療、科学などあらゆる分野で応用されている。

 

PWM方式
QCD
RP(ライッドプロトタイピング)

Society5.0

Society4.0が情報社会であるのに対して、Society5.0はサイバー空間(仮想空間)とフィジカル空間(現実空間)を高度に融合させたシステムによって、経済発展と社会的課題の解決を両立していく未来社会として日本政府が提唱したものである。世界が大きく変化している中、IoT、ロボット、AI、ビッグデータといった社会の在り方に影響を及ぼす新たな技術をあらゆる産業や社会生活に取り入れ、社会システム全体を最適化することでその実現を目指す。

Tig溶接
VVVFインバータ
アーク溶接
アキュムレータ

アクティブサスペンション(active suspension)

コンピュータ制御によって操舵や加速、車速、または積載重量などに応じてサスペンション特性を変化させ、適切な車両姿勢、接地力等を確保するものである。あらゆる運転状況において、快適な乗り心地と確かな操縦安定性を両立する。空気圧や油圧システムを用いて制御を行う。自動車だけでなく鉄道車両やエレベーターなどにも応用されている。

アコースティックエミッション(AE:Acoustic Emission)

非破壊試験法の1つで、割れや破壊が発生・発展するときに生じる弾性波を検出することによって測定する。内部欠陥の発生瞬間を捉えることができる。一方、既存の欠陥は捉えることができない。通常圧電型加速度を対象物に取り付けて検出を行う。ガスタンクなどの保守検査や、発電タービン軸受け摩擦状態の監視などに用いられている。

 

 

イノベーション
インターロック回路
インピーダンス制御
インボリュート歯車
エネルギー安全保障
エンドエフェクタ
オーステナイトステンレス
オーバーステア
オットーサイクル
カウンタバランス弁
ガスタービンの性能
ガスタービン発電システム
カルノーサイクル
カルマン渦

 

キャビテーション(cavitation)

流体機械の管内流れにおいて、流体の高速流動現象により、流れ場の局所圧力が変動し流体の飽和蒸気圧よりも低下すると、流体中に気相が発生・成長・崩壊する現象のことである。キャビテーションは、振動や騒音を伴い性能低下を引き起こす。またキャビテーション損傷により、壊食を発生させることがある。一方、ウォータージェット切断や超音波洗浄などでは、逆にキャビテーションの破壊力を利用している。

 

キャビテーションエロージョン
キュリー
グラスホフ数

クリープ温度

クリープ変形(creap)

材料に一定温度で一定の応力を加え続けるとき、時間の経過に伴って塑性変形が徐々に進むこと。温度の影響を受け、融点のおよそ60%以上の温度で起こる現象。クリープ速度は加工硬化の影響を受けるため、材料、応力および温度によってはクリープ曲線が3段階で現れることがある。まず1次クリープとして徐々に塑性変形が進行しながら、加工硬化の影響でクリープの変形速度が低下する。加工硬化とクリープが平衡する状態である2次クリープが一定時間継続しながら塑性変形が進んだ後、3次クリープではクリープ速度が増加し破断に至る。

クリーンディーゼルエンジン
グレイ
ゲイン余裕

コージェネレーションシステム(cogeneration system)

エンジンや燃料電池等を動作させることで発電し、発電時に発生する排熱を熱交換機で回収し空調・給湯に利用するもので、電気エネルギーに加え、熱エネルギーも利用できるシステム。熱エネルギーは長距離輸送に不向きなため、熱エネルギーを必要とする工場や商用施設、住宅等の近くで比較的小規模なシステムとして設置される。発電システムの種類によって排熱の成分や温度レベル、排熱量が異なることに留意して、それぞれの特性を生かした導入計画が必要である。

コリオリの力

コンカレントエンジニアリング

設計から製造までの業務に加えて、資材・経理・営業に至る業務を同時並行的に処理することで、開発期間の短縮やコストダウンなどを実現する手法。生産活動の下流で発生する問題(トラブル)を設計段階で把握できるため、やり直しコストの浪費や不要な検討時間の増大を抑制することができる。

コンバインドサイクル(CCPP:Combined Cycle Power Plant)

2つ以上の熱サイクルを複合させて熱効率の向上を図った発電方式。例えば火力発電所では、燃料を燃焼させてガスタービンを回して発電するとともに、その高温の排気ガスの熱を利用し、排熱回収ボイラで高温・高圧の蒸気を発生させ、蒸気タービンも回して発電することで総合効率を向上させている。効率が上がると廃棄される熱量も低減できることから温暖化防止にもつながる発電である。

コンパクト熱交換器

サイクルの熱効率

オットーサイクルやブレイトンサイクル等の熱機関において、熱エネルギーの利用率を示した値で熱機関の性能を表す指標。熱効率(Thermal efficiency)ηは次の式で導き出される。
η= L/Qh =(Qh-QL)/1-QL/Qh  (L:正味の取り出せる仕事、Qh:高温熱源からの受熱量、QL:低温熱源への放熱量)

サービスロボット
サバテサイクル

 

 

シーベルト
シミー
シャトル弁

ショットピーニング

材料表面に直径1mm程度の鋼球を高速で打ち付ける事で、加工硬化と圧縮の残留応力を付加して材料の表面を加工する工法。疲労強度も向上する。200~300μmの深さまで残留応力の効果がある。形状が複雑なため他の表面処理が困難なものにも実施できるため、板バネやコイルなどの高強度材料に適した表面加工処理である。

 

スーパーコンピューター
ストライベック曲線
ストローハル数
スプール弁
スリップリング
セル生産システム
せん断応力

ターボ形流体機械

ターボ形流体機械とは、空気や水といった流体が回転体に取り付けた翼(羽根車)の間を通過させるときに、流体のエネルギーが翼に沿って加速することで連続的にエネルギーを与え続ける機会をいう。ファン、プロペラ、タービン、ポンプ、水車、風車、ジェットエンジンなどがある。連続した流れを発生させることで、大容量の流体を取り扱うのにも適している。さらに回転速度の2乗に比例し、圧力は上昇する。ただし、以下の点に注意が必要である。①流れが時々刻々変化する非定常3次元流れである。そのためモデル実験も併用。②流れが高速になると、衝撃波やキャビテーションが発生する。③キャビテーションが発生すると、気液2相流になる。④気体の中に酸化スケールや異物が混入飛翔する場合や、気体を用いた個体の移送では個気2相流となる。⑤設計外の運転をすると異常流動の発生、流体振動を伴う。⑥管路系を含むシステムに激しいサージ(一次元振動)や旋回失速が発生することがある。いったん振動が起きると騒音が発生や、最悪の場合は翼や駆動系まで破壊する。

 

ダイナミックダンパ
ダブルスワールポート
タンタルピー変化量

デザインレビュー(DR:Design Review)

製品開発の節目で、設計要素事項の検討漏れやマイナス要因など、設計不十分なところ、見直すべき箇所の有無を関連する部署、全体でチェックすることで製品の品質改善、向上を目的とする問題の未然防止活動。デザインレビューにおいて、問題点に対する関連部署ごとに提案や着眼点の出し合いが行われ、部門間の調整が行われる。

 

デジタルエンジニアリング

製品開発工程で競争力をつけるために最近ITを使った製造・設計が主流となってきている。設計においては3次元CADが使われるようになり、試作などを行う前にデジタルの情報で干渉チェックや組立性を検証し、デザインレビューにも用いられる。また構造上の問題がないかをCAEなどの解析ツールを用いて事前に検証することが出来る。製造に用いる部品などの情報はPDMを通してリアルタイムに情報を送れるため、部品購買の時間短縮、また営業情報などにも利用でき、事前に販売活動を行うことも可能となる。IT技術の進歩が著しい昨今においてはデジタルエンジニアリングをどのように活用していくかが競争を優位に進めるために重要なポイントとなる。

ディーゼルLNT用空燃比制御
ディーゼルエンジン
ディーゼル排出ガス規制
ドップラー効果
トライポロジー
トラップ触媒
トリウム原子炉
トルク
なぜなぜ分析
ナノ加工

ナレッジマネジメント(KM:Knowledge Management)

ビジネスの目的を達成するために、知的資産を共有し、効果的に活用するための「知の管理手法」である。組織活動の中で得た知識を一元管理し、構成員相互の情報交換をしやすくする手法。言葉や文章で表現しにくいノウハウやスキル(暗黙知)も含まれる。最近では団塊の世代の退職から技術の伝承問題がクローズアップされている。経験不足による誤った判断などによるトラブルも発生しているため、伝承がスムーズに行えるように、知識の文章化などのナレッジマネジメントも行われている。

ヌセルト数
ねじり剛性
ハーモニックドライブ
バイオマス発電
ハイブリット制御法
バランスピストン形減圧弁
バリアフリーデザイン

バリューエンジニアリング(VE:Value Engineering)

製品やサービスが持つ「価値」について、備えなければならない「機能」と、備えるために必要な「コスト」との関係から定められた手順によって「価値」の向上を図る手法。「価値」=「機能」/「コスト」と表され、「価値」を上げるためには、「コスト」を下げる、「機能」を上げる、の両面からのアプローチが必要になる。また検討の際は、使用者優先、機能本位で考え、価値向上の方法を組織、チーム全体の知恵を集める事が重要

ヒートポンプ

冷凍機と同様に熱機関を逆に作動させて低温熱源から高温熱源へ熱を移動させる装置だが、高温熱源へ熱をくみ上げて暖める装置をヒートポンプという。この装置も熱機関の逆サイクルなので暖めるには、外部から仕事をする必要がある。ヒートポンプの性能は以下の式で表せる。

εh = Qh/L = Qh/(Qh – Ql) = 1 – 1/(1-Ql/Qh)

h:動作係数、L:外部仕事、Qh:高温熱源への放熱量、Q;低温熱源からの受熱量)

ビオ数

ひずみゲージ(strain gauge)

材料の電気抵抗が長さに比例し、断面積に反比例する性質を利用した、ひずみの計測方法。容易に応力や荷重に換算できるため、それらの計測に用いられることも多い。それ自体の変形の抵抗は小さいため、測定対象物の応力状態を乱さない。温度で抵抗が変化することや、ゲージの貼り付け方向のずれ、リード線の振動が測定誤差となる。測定物や測定環境に合わせて温度影響を低減できる3線式や、4線式やゲージパターンの選定など、実験計画に盛り込むこと。ΔR/R = Kε(R:ひずみゲージの抵抗値(Ω)、ΔR:電気抵抗値の変化(Ω)、K:ゲージ率、ε:ひずみ)

 

ピッチ円直径

 

 

フィードバック制御
フィードフォワード制御
フライホール
ブラックボックス化
プラントル数
プリプロセッサ
フレームワーク

ブレイトンサイクル(Brayton cycle)

熱機関の一つでガスタービン発電やジェットエンジンに用いられるサイクル。高温熱源から熱の受熱、低温熱源への放熱を低圧条件下で行う。作動流体は、断熱圧縮⇒定圧過熱(受熱)⇒断熱膨張⇒定圧排熱(放熱)のサイクルを繰り返す。実際のガスタービン発電システムは、圧縮機で圧縮された空気と燃料が燃焼器で燃焼し、その際に発生する燃焼ガスによってガスタービンを回転させて仕事を取り出している。熱効率は以下の式で導出でき、受熱と放熱時の圧力比γ(ガスタービン入口圧力/ガスタービン出口圧力)が高いほど、効率は高くなるが、機器の耐熱・耐圧性に依存する。

η= 1-QL/Qh = 1-1/γ(κ-1)/κ

(η:熱効率、Qh:高温熱源からの受熱量、QL:低温熱源への放熱量、γ:圧力比、κ:比熱比)

プロダクトデータマネジメント(PDM)

製品開発を行う過程で必要な情報(CADデータ、製作仕様、設計変更履歴など)を、部門を超えて統合して一元的にデータ管理をする事。コストダウンや品質向上が図れるだけでなく、製品の早期市場投入が可能となる。製品情報管理(PLM)を実現するための支援システムとなる。

ブロック配線図

フロントローディング(front loading)

製品開発の開発工程における不具合解消の手戻りをなくすため、開発初期段階に内部リソースをかけて問題点を洗い出し、対策することで設計の質を作りこむ手法。一般的に、設計が下流工程に進むにしたがって不具合発生による設計変更は時間とコストがかかり、製品の早期市場投入を阻害する要因の一つとなる。このため、なるべく早い段階で不具合に対する対策が行えるようにするため手法である。

ベクレル
ベルヌーイの法則
ポストプロセッサ

マイクロアクチュエータ(microactuator)

何らかのエネルギー源で微小な構造体を駆動し、その動きを利用するものである。エネルギー源は、①熱、②形状記憶合金、③圧電材料、④静電気力の4つが利用される。マイクロアクチュエータを用いたMEMSとしては、マイクログリッパー、マイクロモータ、マイクロバルブ、マイクロポンプなどがある。

マスタスレーブ方式

マニピュレータ(manipulator)

一般にロボットの手の事をいう。大部分のマニピュレータは、多数のリンクと回転関節からなる多関節(多自由度)リンク機構とみなすことができる。一般に、立体空間にある対象物の位置と方向は6個の独立パラメータで表すことができ、その対象物にアプローチして操作するには、6自由度のマニピュレータであることが必要十分条件である。

マルチスライス検出器
モジュール実装方式

ヤング率

ユニバーサルデザイン(UD:Universal Design)

年齢、性別、文化、言語の違い、障害の有無に関係なく、できる限り多くの人が特別な器具や操作をすることなく使用できるように考慮されたデザイン、設計のこと。対象を障がい者に限定していない。「できる限り多くの人」を対象としているため、障がいによってはそのままでは使用できないこともある。ユニバーサルデザインを実現するための原則として「ユニバーサルデザインの7原則」がある。この原則をすべて満たす必要はなく、使いやすさの観点で総合的に考慮される。

 

ラピッドプロトタイビング

リスク(risk)

「望ましいと思わない事象」の発生頻度と、発生したときの影響の組み合わせのこと。すなわち、「何時」、「どの程度」を考慮した「望ましいとは思わない事象」のことである。発現するリスクについて、許容の可否評価を行うのがリスクアセスメントである。許容できない危害を与える事象である「危険」とは異なる事に注意が必要。

 

リニア方式
リリーフ弁
レアアース
レアメタル

レイノルズ数(Reynolds number)

レイノルズ数は、流体の慣性力と粘性力の比であらわす無次元数。流れにおける粘性の影響を示す尺度として、次式で定義される。Re=UL/ν (L:流れの代表長さ、U:流れの代表速度、ν:流体の動粘度)
流れの状態はレイノルズ数によって大きく変化し、レイノルズ数がある値よりも低ければ、粘性の影響が小さい整然と流れる層流、高ければ、速度や圧力に不規則な変動成分を含む乱流となる。物体まわりの流れは、流体形状が相似で、レイノルズ数が等しければ、力学的に相似になる。このことをレイノルズの相似則という。

<参考>
H25年度技術士第一次試験問題[機械部門] 専門科目Ⅲ-33 (レイノルズの相似則を用いた計算https://livemyself.com/archives/20478)

 

レントゲン(単位)
ローリング
ロバストデザイン
圧電素子
安全回路
安全設計
暗黙知
医用X線CT装置
一次エネルギー
一相励磁駆動方式
渦式流量計
渦放出周波数

渦流探傷試験(eddy current testing)

原理:コイルに交流を流し導体に接近させると渦電流が生じる電磁誘導を利用。試験方法:き裂や欠陥にコイルを接近させると、渦電流が影響を受け、コイルの逆起電力が変化するため、コイルのインピーダンスを測定することで検知する。対象部位:表面でなくても測定可能。渦電流は表皮効果により材料表面に集中するため、表面付近のき裂に対して探傷可能。メリット:電気信号で測定結果がかわるため、自動化や高速化が可能となる。デメリット:材料に内部や裏面、さらに透磁率が不均一な鉄鋼材料はS/Nが低下し探傷が困難。

演算速度

 

延性破壊(ductile fracture)、脆性破壊(brittle fracture)

延性破壊:著しい伸びや絞りを伴う破壊。丸棒のカップアンドコーン破壊では引張荷重方向の45°の角度で破壊が起こる。板状の剪断破壊、延性破壊や滑り破断等。
脆性破壊:伸びを伴わない破壊。引張での分断破壊が典型的。温度や歪速度に影響するため、設計時には留意すること。溶接熱によって「延性脆性遷移温度」が上昇することもある。

 

応力集中

切欠きやクランクのフィレット部など部材の形状が大きく変化する箇所、介在物で材料の性質が急変する箇所、または集中荷重による荷重の不連続箇所では、その周囲にかかる計算上の応力よりも大きな応力がかかる現象。応力集中はσmax = α・σ0(σ:応力拡大係数、σ0:計算上の応力)と表せる。楕円の切り欠きがあった場合、応力拡大係数は楕円孔の先端が鋭利なほど大きくなり、α = 1 + 2√a/r(a:長軸、r:長軸端の曲率半径)と表される。円孔の場合は、α=3。

 

応力腐食割れ(SCC:Stress Corrosion Crackin)

本来耐食性をもつ材料(ステンレスなど)が腐食環境下で、環境の影響を受けていない静的強度よりも小さな荷重でき裂が進展し破壊に至る事。材料因子、環境因子、応力因子の3つが同時に作用した場合に起きる現象であり、ひとつでも欠けると発生しない。①材料因子:冷間加工や溶接を行うとCr2C3やCr23C6が析出するため、部分的にCr欠乏層が発生する鋭敏化が起こり材料の不均一が起こる。②環境因子:溶存酸素があり、ClやFがあると、鋭敏化による不均一部分を選択的に攻撃し、不働態皮膜が発生し不安定になる。③応力因子:引張荷重や引張の残留応力がかかっていると、不安定な不働態皮膜でき裂が進展する。材料の炭素を低減しCrの欠乏を防ぐ、コーティングで環境と遮断する、ショットピーニングや高周波焼入れで圧縮残留応力を与える、などの対策がある。

 

温室効果ガス(greenhouse gas)

太陽の熱によって温められた地表から宇宙空間に向けて放出される赤外線を吸収する気体である。その中で、地球温暖化に最も影響を与えると考えられているのがCO2であるが、その他にメタン、亜酸化窒素、オゾン、フロン等が挙げられる。

音振低減技術
回収エネルギー
開発期間短縮
核廃棄物の処理
核分裂エネルギー
核融合発電

環境配慮設計(DfE:Design for Environment)

環境負荷低減は私たちが生活を持続的に行う上で重要である。製品設計を行う場合にも、エネルギー消費が少ないこと、リサイクルが行えること及び製造段階においても廃棄物を出さないことが要求される。製品設計段階で、機能やコストだけでなく環境を配慮した製品設計を行う必要がある。ライフサイクルアセスメント(LCA)による評価手法なども適用されている。

環境負荷
幾何公差(位置)
幾何公差(面)

危険速度

軸のたわみ方向の曲げの固有振動数と回転周波数が一致するときの回転速度。危険速度においては、買いtん軸の触れ回りが大きくなり、故障や異常振動など不具合の原因となりやすい。そのため、危険速度近辺での定常的な運転をさけるようにしなければならない。また、危険速度を通過しなければならない場合は、短時間で通過させる必要がある。

 

気候変動
技能継承

境界層

流体中においた物体表面では流体の粘性により流速はゼロになる。境界層とは、流体の粘性の影響が表れる物理表面から離れるにしたがって上流に近い流速のままで急激に流速が変化し一様流れになるまでの物体表面近傍にできる領域のことである。物体表面でできた渦度が拡散、対流している領域でもある。境界層の外側は粘性の影響を無視できる一様の流れである主流(自由流)が存在する。特徴として、下流になるほど厚くなり、流れ方向の圧力が増加すると境界層内では減速され逆流が生じ、剥離が起こる(境界層剥離)。また流速が低い場合、層流流れ(層流境界層)となり、境界層によって生じる物体後方の遅い流れ(後流)で乱流に遷移する。逆に早い場合は乱流流れになる(乱流境界層)。この乱流境界層は、境界層内の流れが平均化されるため、剥離が生じにくい

<参考>

境界層と物体まわりの流れ:http://fkojima.web.fc2.com/incompressible_basic_fluid10.7_10.10.pdf

 

京都議定書

曲げモーメント
曲線通過性能
極圧添加剤
空気バネ
空気過剰率
形式知
警告状の欠陥
軽水炉
減衰係数
減速機

高周波焼入れ(induction hardening)

鉄鋼に巻いたコイルに1~500kHzの高周波電流を流すことで、誘導電流によって焼入れ処理を行うこと。表面のみを急速に過熱し硬化させることができるため、熱効率が良く、短時間で処理可能であり、硬化の深さの制御が容易で、変形が小さく、大量生産が可能である。硬化深度が浅い場合はフィッシュアイが生じ、内部破壊が起こる。また、硬化する層との境界部には引張りの残留応力が生じるため、設計時には注意が必要。

 

固体潤滑剤
固有振動数
故障曲線
孔縁
孔食
工程能力指数
抗力

高温クリープ強度
高温岩体発電
高高度風力発電
高精度加工
高速フーリエ変換
高速増殖炉

高張力鋼板(high tensili strength steel plate)

一般鋼材として普及しているSS400材等に比べて引張強さが高い鋼材であり、概ね500MPa程度以上の引張り強さをもつものを高張力鋼板という。そのうちでも超高張力鋼板には析出硬化型鋼板や固溶強化型鋼板、複合組織鋼板などの種類があり、近年は引張り強さが1GPa以上のものも一般機械に採用されている。特に自動車では、高張力鋼板を採用することで燃費を向上してCO排出削減にも貢献しており、その設計では一般鋼材から1GPa以上の高張力鋼板まで構造部分に応じて複合的に利用することで強度を保ちつつ衝突エネルギーの緩和を実現している。

国内エネルギー需給
国内資源ごみ
国内水資源
国内石油消費量
国別二酸化炭素排出量

再生可能エネルギー(RE:Renewable Energy)

自然界に存在するエネルギーで、資源を枯渇させずに利用できるエネルギーのこと。太陽光・太陽熱・風力・水力・海洋温度差・雪氷熱発電等がある。また地熱エネルギー利用では、地熱・崩壊熱発電。さらに潮汐力を利用する潮汐発電がある。

 

 

再生ブレイトンサイクル(regenerative Brayton cycle)

熱効率の改善のため、ガスタービンから出た高温排ガスで圧縮機から出た空気を過熱して、燃焼器に入る空気の温度を上げる事で昇温に必要な燃料を節約する。熱効率はガスタービンの入口圧力と出口圧力の圧力比が比較的低い場合により改善され、圧力比を高めていくと燃焼器に入る前の空気温度が排ガス温度に近づき、最終的に再生不可能となってブレイトンサイクルと同じ熱効率となる。

再熱ブレイトンサイクル(reheat Brayton cycle)

ガスタービン部材の耐熱限界に起因する燃焼ガス温度の制約から、圧縮空気量に対して燃料が少ないため、燃焼排ガス中に空気が多く存在する。この空気を利用して再度過熱することで、タービンの出力を増加させる。具体的には、タービンを複数に分割して膨張途中のガスを別の燃焼器(再熱器)に導き、再度燃料を噴射して燃焼過熱(再熱)して昇温させ、次のタービンへ入れて仕事をさせる。

 

座屈{buckling}

比較的細長い形状の部材へその長さの軸方向に圧縮荷重をかけると、軸に対して横方向に急激に変形が生じる現象。許容応力より小さい応力で破壊に至ることとなるため、柱など圧縮荷重がかかる部材には設計時点で考慮が必要。細長比が大きいほど座屈が起こりやすいが、柱の端部の接合状態(剛接合、ピン接合等)ごとに異なる係数が設定されている。温度分布や残留応力のばらつき、材料自身の組織の不均一なども影響をうけるため注意が必要。

 

残留応力(residual stress)

塑性変形を伴う加工(塑性加工、溶接、鋳造、熱処理)などで、加工後も材料の内部に存在し続ける応力のこと。部材に塑性変形が起こるまで荷重をかけた後、荷重を除去すると、部材内部では、弾性変形領域は元に戻ろうとし、塑性変形領域は留まろうとするため、両領域の影響で残留応力が生じる。

実行可能性調査(Feasibility study)

新製品やサービス、新制度に関する実行可能背や実現可能性を検証する作業の事である。製品を作る前に製造可能かどうかを認識する製造モデルを作成する。また損益が大丈夫か、リスクアセスメントについて問題がないかについて検証を行う。設計に入る前段階として最も重要な作業と考えられている。

資源のリサイクル量
資源の輸出
資源の輸入
持続的技術
磁気ディスク
磁気ディスク装置

磁粉探傷試験(magnetic testing)

原理:き裂箇所で次回が乱れることを利用し、き裂を把握する。対象部位:表面直下2~3mm。試験方法:微小な欠陥の検出が可能。用途:溶接部の欠陥検出に用いられる。デメリット:対象材料は強磁性材に限られる。磁化方向とき裂が同じ場合判定が難しい。対策:磁化する方向を90°ずらして試験を実施する。

 

自然エネルギー設備

自動運転[自動走行]システム

自動運転システムは、交通事故低減や交通渋滞緩和といった社会的目的を掲げて国を挙げて技術開発が進められており、一部の運転操作を支援する自動化レベル1から人が運転に関与しない完全な自動化レベル4・5まで、段階を追って実現を目指している。自立制御で運転操作する自動運転車だけでは目的達成が難しく、通信により外部から情報補完する自動運転車と強調システムとしての構築が計画されている。

 

 

自動制御

自動制御は、シーケンス制御とフィードバック制御に大きく分類することができる。シーケンス制御はあらかじめ定められた順序または手続きに従って制御の各段階を逐次進めていく制御であり、フィードバック制御は出力と目標値と一致させるため、出力を観測して目標値とのズレを入力側に戻しながら行う制御である。近年ではこの両方が組み合わされた制御が家電製品、エレベーター、工場の産業用ロボットなど多くの装置や設備に利用されている。

 

自由度振動系

自励振動(self-excited vibration)

振動を発生させるための直接の原因ではない非振動エネルギーが原因で、系内部の固有振動特性によって持続的な振動に変換されたものを自励振動という。自励振動の例としては、レール上の車軸やきしみ音など乾性摩擦によるもの、ファンやポンプのサージング現象、翼のフラッタ、車軸のシミ―運動などがあるが、発生メカニズムは複雑でその多くは解明されていない。また、自励振動を積極的に利用する検討も進められており、潜熱を利用したヒートパイプ等がある。

 

失敗予測
斜板形アキシャルピストンモータ
周方向最大応力
循環型生産システム
純軸流形ターボ原動機
小水力発電
信頼性工学
信頼性設計
新幹線省エネルギー技術

浸透探傷試験(penetrant testing)

原理:毛管現象を利用した、き裂を検出する非破壊検査。対象部位:材料表面に開口したき裂。試験方法:き裂に浸透液を侵入させる、き裂以外の浸透液を除去する、現像液を用いてき裂部分を強調する。このき裂を目視確認する。浸透液を赤色塗料とし強調する方法や、蛍光物質を用いて紫外線を当てて観察する方法がある。メリット:対象材料は金属でも非金属でも可能、特別な装置は不要。デメリット:深さが把握できない。

水撃作用(water hammer)

水撃作用とはウォーターハンマーともいわれ、水圧管内の水流を急に締め切ったときに、水圧が急上昇しこの圧力上昇が圧力波として伝わり激しい振動を生じる現象をいう。弁の閉鎖や配管の充水時、ポンプの急停止といった急激な圧力変化によって生じる。この現象は水だけに限らず気体を含めた流体全般で生じる。負圧が十分に大きくなることで液体が沸騰し、配管内が部分的に蒸気で満たされたキャビテーションによって水中分離が生じるが、負圧が緩和させることで蒸気が液体へと戻るときに液体を引き戻すことで衝撃音を発することがある。一般的な緩和方法を示す。①圧力変化の緩和:弁の緩開放・緩閉止、②圧力バイパス機能:アキュムレータ、サージ逃し弁、安全弁の設置、③ポンプ速度調整、起動停止速度の回転制御による流速調整

 

人と機械の共存

生活支援ロボット(life support robot)

生活支援ロボットは、人間の生活を改善させるためのさまざまな役割を担うロボットである。高齢化社会が急速に進みつつある現在において、日常生活、社会活動等に関わるさまざまな場面での活用が期待されている。本格的な実用化には、技術面における安全性の確認や、実証実験を通したその効果・課題点等の検証を行うことが必要である。

製造物責任法

石炭ガス化燃料電池複合発電(IGFC:Integrated Coal Gasification Fuel Cell Combined Cycle)

石炭ガス製造技術開発(EAGLE)における酸素吹1室2段旋回流ガス化炉を用いて石炭をガス化することにより燃料電池、ガスタービン、蒸気タービンの3種の発電方式を組み合わせて発電を行う。石炭をガス化して得られる燃料から燃料電池とガスタービンを駆動し、さらに、その際の排熱を利用して水蒸気を発生させて蒸気タービンを駆動する。燃料電池は高温において高効率な溶融炭素塩型(MCFC)、あるいは個体電解質型(SOFC)が検討されている。排出するCO2は、既存の石炭火力発電と比較して最大30%低減することが見込まれる高効率発電技術である。

 

 

設計上の欠陥

先進超々臨界圧火力発電(A-USC:Advanced Ultra Super Critical Steam Condition)

石炭火力発電の熱効率の向上を目指した技術で、熱効率を向上させるために蒸気タービンの入口蒸気温度を従来の石炭火力発電の600℃程度より100℃程度高い700℃に高め、蒸気圧も24MPa以上を目標としている。超高圧または高圧タービンで仕事をした後、ボイラで再加熱された蒸気によって再度タービンで仕事をする再熱システムを採用している。送電端熱効率は高位発熱量基準(HHV)で従来の42%から46~48%へ向上する見込みで二酸化炭素排出量を低減することができる。

 


粗さパラメータ

騒音レベル

騒音の大きさをあらわす指標。人間の耳は周波数によって、音の強さが違って聞こえる。騒音の大きさを表す指標として、周波数特性を補正したA特性が一般的に用いられる。A特性の騒音レベルLAは、標準音圧p0( = 20μPa)、A特性で重み付けられた音圧pAとして、次式で示される。LA =10・log(pA2/p02)単位は、デシベル(dB)である。

 

双子渦
総合精度
測定分解能
太陽光発電
耐環境性
耐食性
台車スカート

炭素繊維強化プラスチック(CFRP:Carbon Fiber Reinforced Plastics )

樹脂に炭素繊維を含有させると、元の樹脂材料よりも強度や合成が得られる。主な樹脂材料は、熱硬化性のエポキシ樹脂や熱可塑性樹脂ではポリアミン(PA)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリカーボネイト(PC)など。炭素繊維は、石油や石炭(ピッチ系)、ポリアクリロニトリル(PAN系)など。<特徴>軽量(比重1.6程度、鉄の1/5、アルミニウムの1/2程度)、高強度(引張強度700~3300MPa程度)、高剛性(55~450GPa程度)、振動減衰性が良い、寸法安定性が良い、疲労特性に優れる、熱伝導率が高い(2~300W・m/℃)、錆びない、電磁波遮蔽性がある、X線の透過率が高い(アルミの8倍)、非磁性、疲労特性、摺動特性などの特徴がある。

 

断熱圧縮
断熱効率
断熱膨張
断面係数
断面二次モーメント
知的財産権
地球温暖化
地球水資源

蓄熱システム(thermal storage system)

電力消費の少ない夜間の時間帯にヒートポンプなどの機械を稼働し熱を蓄えるシステムである。蓄熱の方式としては、空調機などの夏場の昼の負荷を低減させる氷蓄熱方式や、建物自体に熱を加えたり、冷却したりすることにより昼間の空調負荷を低減させる躯体蓄熱方式などがある。また、エコキュートに代表されるようなヒートポンプ式給湯機で、お湯を夜間に蓄えるシステムなどにも使われている。蓄熱時には放熱によるロスも出るため、蓄熱システムの中では断熱技術も重要なアイテムとなっている。真空断熱材などの熱伝導率を低く抑える技術なども進歩している。

 

超音波探傷試験(ultrasonic testing)

指向性の強い周波数帯1~10MHz程度の超音波を入射すると、材料内の異物や空間境界等の不連続部で超音波が反射される性質を使用して欠陥を検査する方法。反射したエコーを探触子で受信し、送受信の時間で欠陥の位置を、エコーの強さで欠陥の大きさを算出する。深部の測定ができるが、表面や表面直下の測定は難しい。鋳物は信号が伝播しにくい。

 

超音波流量計

超精密加工
超臨界水
低荷重接触熱抵抗
田口メソッド
電源別発電量

伝熱の基本原理

①熱伝導:物体内部に温度差が存在すると熱は、高温の分子から隣接する低温分子へと次々に分子間を直接伝わっていく。このとき、移動する熱量はフーリエの法則により以下の式で導出できる。
Q = λΔTA/L (Q:熱移動量、λ:熱伝導率、L:物質の代表長さ、ΔT:温度差、A:熱が伝わる断面積)

②熱伝達:熱伝導に対流現象のような物質の流動による熱輸送が加わったもの。熱移動量はニュートンの冷却法則で以下の式が導出できる。

Q=hΔTA (Q:熱移動量、h:熱伝達率、ΔT:温度差、A:熱が伝わる表面積)

③熱輻射(熱放射):赤外線や可視光線を含む電磁波によって熱が移動する。熱伝導、熱伝達とは異なり、物質を介することなく、真空中でも熱を伝えることができる。伝わった熱は吸収、反射もしくは透過し、吸収された熱のみが熱エネルギーとして物質の昇温等に利用される。黒体から放射されるエネルギー量(全放射能)はステファンーボルツマンの法則で以下の式で導出できる。

Eb=σT4A (Eb:全放射能、σ:ステファンーボルツマン定数、T:熱輻射する物質温度(絶対温度)、A:熱輻射する表面積)

H.25年 一次試験問題[機械部門] 専門科目Ⅲ-23  (流体や伝熱の基礎用語:https://livemyself.com/archives/20424)

 

電力回生ブレーキ

等エントロピー変化

ある温度の作動流体において移動する熱量が存在するとき、以下の式で表した状態量をエントロピー変化量という。式よりエントロピーに絶対温度を乗じると移動した熱量が導出できる。熱サイクル内の断熱圧縮、断熱膨張等の断熱変化は、移動熱量が0であり、等エントロピー変化となる。
ΔS=ΔQ/T(ΔS:エントロピーの変化量、ΔQ:熱の移動量、T:絶対温度)

動作係数(COP)

冷凍機、ヒートポンプの性能(効率)を示す重要な指標で成績係数ともいう。冷凍機とヒートポンプのCOPは以下の関係が成立する。
εh r+1(εh:ヒートポンプのCOP、εr:冷凍機のCOP)
以上の式からもわかるようにヒートポンプのCOPは1以上であり、1の外部仕事をすることによって1以上の熱を汲み上げることができる。

 

動作流体

内界センサ(internal sensor)

外界センサに対応し、ロボットの内部状態を検出するセンサをいう。例えば、ロボットのマニピュレータの関節を制御するために用いられる並進変位、角度変位、それらの速度・加速度を検出するセンサや移動ロボットの傾きや位置姿勢を計測する傾斜計、ジャイロなどを総称していう。また、ロボットの内部状態の限界検出に用いられるリミットスイッチ、ポテンショメータなども含まれる。

二酸化炭素排出権取引

 

二次エネルギー
日本の資源

熱応力

材料は温度が上昇すると膨張し、低下すると収縮する。変形が拘束された状態で温度が変化すると、本来生じるはずの収縮が抑制されることに対して応力が生じる。膨張の影響が異なる複数の材料が拘束されている場合や、単一材料でも温度分布の不均一がある場合にも熱応力が発生する。

熱機関

高温熱源から熱量を取り入れ、作動流体によって外部へ仕事を取り出し、低温熱源へ残りの熱量を放出して連続的に作動する装置のことである。実際には高温熱源を作り出すために作動流体を圧縮させ、仕事を取り出して膨張させた後、低温熱源へ放熱するサイクルを形成している。

 

熱交換器の高性能化

熱処理

材料の性質を変えるために、金属に加熱や熱を除去して組織を変えること。熱をコントロールする際の重要項目は①過熱速度、②過熱温度、③保持時間、④冷却速度である。特に④冷却速度が最も大きな影響力を持つち、主に以下の4つの熱処理方法として分類される。・焼入れ:<方法>オーステナイト域から水や油を用いて急冷する。<効果>マルテンサイトを得ることで、硬度が得られる。ただし、脆化するため、一般的には焼戻しを行う。・焼戻し:<方法>急冷や空冷を行う。<効果>焼入れによって失われた材料の靭性を回復させる。・焼ならし:<方法>オーステナイト域から空冷する。<効果>熱間加工した材料の組織を均一化し、結晶粒微細化して靭性を増す。・焼きなまし:<方法>高温で一定時間保持した後、炉などを用いて徐冷する。<効果>溶接、鍛造などの加工で残留した内部応力を除去する。加工硬化を生じた材料を軟化させ、加工性を向上する。

 

燃料電池(FC:Fuel Cell)

燃料電池とは、燃料の持つ化学エネルギーを電気化学反応によって直接に電気エネルギーに変換する発電装置である。電池という名がついているが、エネルギーを蓄積する機能はない。特徴として、現状ではコストが高いが、発電効率が高く、窒素酸化物(NOx)や硫黄酸化物(SOx)などの有害ガスをほとんど発生しない上に、低騒音という特徴をもっている。

 

 

燃料電池自動車(FCV:Fuel Cell Vehicle)

燃料電池自動車とは、燃料電池によって得られた電気を能力にして走行する自動車のことであり、主に水素を燃料とするものが普及してきている。ガソリンやディーゼルエンジン等の内燃機関と比較し、動力を生成する際に発生するのは水だけである。二酸化炭素の排出を抑え、窒素酸化物・硫黄酸化物の排出がほぼゼロとなる。そのため、環境問題や資源保護の観点から注目されている。今後の課題は低コスト化及び水素の安定供給・貯蔵である。

 

波動歯車装置
破壊的技術
廃棄物発電システム
発電構成比

人協同ロボット

人協同ロボットは安全策等で人から隔離することなく動かすことができ、人と同じ空間で協力しながら働くことで生産性の向上に貢献できる。従来は所定以上の出力容量があるロボットは隔離して動作させることで安全性を確保していたが、安全技術の進化と規制緩和により導入ができるようになった。また、人材不足の補填という観点も相まって、人協同ロボットの市場規模は急拡大しており、2019年時点で1000億円規模になっている。

標準化

標準化することにより、コストを低減できたり、品質のばらつきを抑えたり、在庫の抑制、部品供給業者の負担低減などが挙げられる。設計に関する標準化には①公差など加工に関するもの、②設計手法などに関するもの、③部品の共通化、ブロック化に関するもの、④図面の作図、データ管理に関するもの、などが挙げられる。ただし最近では顧客の嗜好が多様化している中で大量生産から小ロット生産に移行しなければならない事情もあり、標準化手法も単純に同じにしてしまうだけでは対応できないケースも出てきている。

比例ゲイン

疲労破壊(fatigue fracture)

本来破壊する応力よりも低い応力が繰り返しかかる状態で破壊に至る現象。繰返し加えても破壊しない最大応力で疲労強度をプロットしたものをSN曲線という。鋼材は、およそ107以上応力を繰り返しても疲労強度が低下しなくなり、これを疲労限度という。アルミニウムは明確な疲労限度が表れないため、便宜的に108回程度の繰返しの疲労強度を疲労限界として扱うことがある。

疲労限トルク
微細加工

表面ロール加工(rolling)

部材を回転するローラで圧縮させながら送り出すことで塑性変形を生じさせ、その加工硬化とひずみ時効、および残留応力により疲労強度を向上させる加工方法。車軸の圧入軸やクランクのフィレット部などに適している。未加工領域との境界部は引張残留応力が生じるため、設計時にはその箇所は応力がかからないよう注意が必要。

 

品質機能展開(QFD:Quality Function Deployment)

顧客要望を製品の品質特性、構成要素、プロセス要素に至るまで、それぞれを構成する要素について次元の異なる要素に対応関係を付けて置き換える操作を繰り返して、必要特性を定める操作を行うことで実現し、製品品質確保のための重要な業務や職能を明確化する手法。必要とする特性を定める操作として、品質展開、技術展開、コスト展開、信頼性展開、業務機能展開がある。

 

品質工学

複合材料(composite materials)

複合材料は、性質の異なる2種類以上の材料を組み合わせることによって創製され、単一材料にはない機械特性・機能的特性を発揮する材料である。合金などの元素レベルで組み合わせた材料とは、物質的な解面を有することで区分されている。工業的に多く生産されている複合材料は、プラスチックを繊維で強化した繊維強化プラスチック(FRP:Fiber Reinfoeced Plastics)である。特にカーボンを強化材にしたCFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)は、計量かつ高剛性・高強度であることから、航空・宇宙分野、スポーツ製品などで主要な構造材料として長く活用されており、近年は自動車等の交通機械への適用も進んできている。

 

 

分野別二酸化炭素排出
閉ループ

放射線透過試験(radiography)

傷や空隙では放射線が異なることを利用した欠陥の測定方法。対象の物質越しにX線やγ線を照射し、フィルムを感光させる。欠陥箇所ではフィルムは濃く感光するため、像の濃淡差で把握する。複数の方向から検査することで、欠陥の位置や形状を把握できる。鋳造内部や溶接個所のブローホールの把握に適している。ただし、き裂などの空隙の体積が小さい欠陥は検出が困難なことがある。

 

未利用エネルギー(Unexploited Energy)

工場排熱、地下鉄や地下街の冷暖房排熱、外気温との温度差がある下水、雪氷の冷熱等、広範囲にエネルギー密度が低い状態で分布する特性を持つため、これまで利用されなかったエネルギーの総称。未利用エネルギーの利用法は、まだ利用可能な温度の熱を使用する手法と環境中に排出された低温の熱を高温化して利用する方法がある。

 

無停電電源装置

遊星減速機(planetary reduction gear)

中心にある太陽の周りに、複数の遊星歯車が自転しつつ公転する構造をもった減速機で、入力軸と出力軸を同時にしたまま、少ない段数で大きな減速比が得られる。そのためコンパクトでトルクの伝達能力に優れているが、複雑な構成であるため歯車調整に高い精度が求められる。

 

遊星歯車機構

容積流量計
臨界レイノルス数

冷凍機(refrigerator)

熱機関を逆に作動させて低温熱源から高温熱源へ熱を移動させる装置で、低温熱源から熱を取り去って冷ます装置を冷凍機という。この装置は、熱機関の逆サイクルなので冷やすためには、外部から仕事をする必要がある。冷凍機の性能は以下の式で表せる。εr = Ql/L = Ql/(Qh – Ql) = 1 – 1/(Qh/Q– 1)

r:動作係数、L:外部仕事、Qh:高温熱源への放熱量、Q;低温熱源からの受熱量)

 

連結式搬送ロボット

 

引用:技術士第二次試験「機械部門」完全対策&キーワード100(第5版)

 

順次作成していきます。足りないキーワードがあったら教えてください。
@単語帳メーカーに落とし込み中(単語帳作成に使ってね)

理系大学生の勉強について


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