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授業の目標
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機械システムに生じる振動現象などの動力学的挙動を理解するために、機械システムを質量やばね等の要素に置き換えて機械システムの運動を解析する方法を習得し、その運動特性について理解する。特に本講義では、振動に関わる基礎的な専門用語を習得し、1自由度系と2自由度系の振動について解析する方法(運動方程式の立て方と解き方、固有振動数の求め方など)を習得することで、基本的な機械システムに生じる振動を取り扱えるようになる。
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到達目標
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1.1自由度振動系の自由振動について、運動方程式を誘導し、自由振動を求め、運動特性を説明できる。
2.1自由度振動系の強制振動について、運動方程式を誘導し、強制振動を求め、運動特性を説明できる。
3.2自由度振動系について、運動方程式を誘導し、固有振動数を求め、運動特性を説明できる。
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身につく能力
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<全学ディプロマ・ポリシー>
○【知識・理解・技術】 1.各専門分野の知識・技術を習得し、活用する力を身につけている
【教養・基礎的能力】 2.幅広い教養と、外国語能力、情報活用能力、コミュニケーション能力などの基礎的能力を身につけている
【態度・志向性】 3.多様な価値観を有する人々と倫理観・責任感をもって協働することができる
【態度・志向性】 4.時代の変化に主体的に対応するため継続的に学び、自律的に行動することができる
【問題発見・解決能力】 5.専門の知識・技術及び基礎的能力を統合し活用して、問題を発見し解決する能力を身につけている
【グローカル・創造的思考力】 6.地域的・国際的視点をあわせもち、また、新たな価値を想像する力を身につけている
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授業の概要
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振動に関わる基礎的な専門用語について、テキストを用いた解説を通じて理解する。また、1自由度系と2自由度系の振動について解析する方法を、例題の詳細な説明を受けると共に、演習を通して習得する。
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授業の計画
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講義中心。
第1週:はじめに、力学の復習(力とモーメント、釣合い、運動方程式)
第2週:1自由度系の自由振動(1自由度振動系とは、減衰のない1自由度系の振動)
第3週:1自由度系の自由振動(エネルギー法による固有振動数の計算法、減衰のある1自由度系の振動)
第4週:1自由度系の自由振動(減衰のある1自由度系の振動(続き))
第5週:1自由度系の自由振動(固体摩擦のある場合の1自由度系の振動、ばね、減衰器が複数ある場
合のばね定数、減衰係数、ラグランジュの運動方程式)
第6週:1自由度系の自由振動のまとめと演習
第7週:1自由度系の強制振動(強制振動とは、運動方程式、定常応答と共振特性)
第8週:1自由度系の強制振動(定常応答と共振特性(続き)、振動の伝達)
第9週:1自由度系の強制振動(過渡応答)
第10週:1自由度系の強制振動のまとめと演習
第11週:2自由度系の振動(はじめに、運動方程式、固有振動数と固有振動モード)
第12週:2自由度系の振動(固有振動数と固有振動モード(続き)、自由振動の解)
第13週:2自由度系の振動(強制振動、動吸振器)
第14週:2自由度系の振動のまとめと演習
第15週:いろいろな振動、計測および動的設計
第16週:定期試験
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授業時間外学修の指示
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第1週については、物理学I・Ⅱの力学の分野と一般力学の講義内容について確認した上で講義を受講し、講義後において復習すること。
第2週から第5週まで、第7週から第9週まで、第11週から第13週まで、ならびに、第15週は,授業の計画に示したテキストの内容を読み疑問点などをまとめた上で講義を受講すること。講義後においては、講義で扱ったテキストにある例題を自力で解き確認すること。なお、参考書1にある講義内容に対応した部分にある例を解くことで講義内容を確認することが望ましい。
第6週、第10週、第14週については、配布資料やテキストにある練習問題を解いた上で講義を受講し、講義後は解けなかった問題について確認すること。
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成績評価の方法
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演習と定期試験(到達目標1、2、3に対応 100%)を基準とし、これらの総合評価により60%以上を合格とする。
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テキスト・参考書等
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テキスト:日本機械学会、振動学、丸善出版、¥2,500+税 ISBN:9784888983341
参考書1:日本機械学会、演習 振動学、丸善出版、¥2,200+税 ISBN:9784888983501
参考書2:麻生和夫・谷順二・長南征二・林一夫 共著、機械力学、朝倉書店 ¥3,600+税 ISBN:9784254235814
参考書3:近藤泰郎 編著・小林邦夫 著、よくわかる機械力学、オーム社 ¥2,400+税 ISBN:9784274130441
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履修上の留意点
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一般力学を履修済みであることが望ましい。また、物理学Ⅰ・Ⅱを履修済みであることが望ましい。さらに、線形代数学、解析学Ⅰa(Ⅰb)・Ⅱ、工業数学を履修済みであり、三角関数、ベクトルと行列、微分と積分、微分方程式の取り扱いについて習熟していることが望ましい。講義内容に疑問点があれば必ず質問すること。
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資料
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備考
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