機械力学Ⅱ

科目基礎情報

学校 北九州工業高等専門学校 開講年度 令和05年度 (2023年度)
授業科目 機械力学Ⅱ
科目番号 0123 科目区分 専門 / 必修
授業形態 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 生産デザイン工学科(知能ロボットシステムコース) 対象学年 4
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 PEL機械力学、本江哲行ほか、実教出版
担当教員 浜松 弘

到達目標

1. 二自由度系の不減衰系の自由振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。
2. 調和外力による減衰系の強制振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。
3. 調和変位による減衰系の強制振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。

ルーブリック

理想的な到達レベルの目安標準的な到達レベルの目安未到達レベルの目安
評価項目1二自由度系の不減衰系の自由振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。二自由度系の不減衰系の自由振動を運動方程式で表せない、または系の運動を説明できない。二自由度系の不減衰系の自由振動を運動方程式で表せず、系の運動を説明できない。
評価項目2調和外力による減衰系の強制振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。調和外力による減衰系の強制振動を運動方程式で表せるか、または系の運動を説明できる。調和外力による減衰系の強制振動を運動方程式で表せず、系の運動を説明できない。
評価項目3調和変位による減衰系の強制振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。調和変位による減衰系の強制振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。調和変位による減衰系の強制振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 A① 数学・物理・化学などの自然科学、情報技術に関する基礎を理解できる。
学習・教育到達度目標 A② 自主的・継続的な学習を通じて、基礎科目に関する問題を解くことができる。
学習・教育到達度目標 B① 専門分野における工学の基礎を理解できる。
学習・教育到達度目標 B② 自主的・継続的な学習を通じて、専門工学の基礎科目に関する問題を解くことができる。

教育方法等

概要:
本授業では、機械振動現象を理解するために必要となる基礎的な知識から応用の知識を習得することを目的とする。二自由度系の基礎法則を学び質点と剛体の力学における運動方程式の表現方法を習得し、それらの知識を具体的な現象に適用する。機械力学の応用となる二自由度系の質点・剛体の運動を習得する。
授業の進め方・方法:
本質を分かりやすく講義し、同時に関連する数学の復習も行う。単元終了時に演習問題を解くことで実力の養成を図る。
中間・定期試験を実施する。
注意点:
演習の課題は、期日までに提出すること。

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
後期
3rdQ
1週 1自由度系の強制振動 周波数応答曲線が理解できる。
2週 振動の絶縁
調和外力
調和外力による加振を説明できる。
3週 振動の絶縁 調和変位による加振を説明できる。
4週 2自由度系の自由振動
非減衰系の運動方程式
2自由度系の運動方程式をたてることができる。
5週 2自由度系の自由振動
非減衰系の解
振動数方程式を解くことができる。
6週 2自由度系の自由振動
非連成系
非連成系の運動方程式をたてることができる。
7週 2自由度系の自由振動
ラグランジュの方程式
ラグランジュの方程式を使って、運動方程式をたてることができる。
8週 中間試験 1~7週までの内容を網羅した試験により、授業内容の理解の定着を図る。
4thQ
9週 2自由度系の自由振動
エネルギー法
エネルギー法により、運動方程式をたてることができ、固有角振動数を算出できる。
10週 2自由度系の強制振動 共振を説明できる。
11週 動吸振器 動吸振器が説明できる。
12週 運動方程式のマトリクス表示 運動方程式をマトリクス表示できる。
13週 固有振動モード 固有振動モードが算出できる。
14週 連続体の振動
回転体の振動
はりの振動モードが理解できる。
15週 非線形振動 自励振動が説明できる。
16週 定期試験 9~15週までの内容を網羅した試験により、授業内容の理解の定着を図る。

モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標

分類分野学習内容学習内容の到達目標到達レベル授業週
専門的能力分野別の専門工学機械系分野力学調和外力による減衰系の強制振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。4後1,後2
調和変位による減衰系の強制振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。4後3

評価割合

試験演習・レポート合計
総合評価割合7030100
基礎的能力000
専門的能力7030100
分野横断的能力000