Mechanical Dynamics I

Course Information

College Tokuyama College Year 2019
Course Title Mechanical Dynamics I
Course Code 0122 Course Category Specialized / Compulsory
Class Format Lecture Credits Academic Credit: 1
Department Department of Mechanical and Electrical Engineering Student Grade 4th
Term Second Semester Classes per Week 1
Textbook and/or Teaching Materials 横山隆ほか「基礎 振動工学」(共立出版)
Instructor Sakuramoto Itsuo

Course Objectives

①振動現象や関連の計算手法について理解し、課題に対する計算を行うことができる。
②1自由度系の自由振動について理解し、課題に対する計算を行うことができる。
③1自由度系の強制振動(力励振)について理解し、課題に対する計算を行うことができる。
④1自由度系の強制振動(変位励振)について理解し、課題に対する計算を行うことができる。

Rubric

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
到達目標①振動現象や関連の計算手法について理解し、課題に対する計算を間違いなく行うことができる。振動現象や関連の計算手法についてほぼ理解し、課題に対する基本的な計算を行うことができる。振動現象や関連の計算手法についての理解が不十分であり、課題に対する計算を行うことができない。
到達目標②1自由度系の自由振動について理解し、課題に対する計算を間違いなく行うことができる。1自由度系の自由振動についてほぼ理解し、課題に対する基本的な計算を行うことができる。1自由度系の自由振動についての理解が不十分であり、課題に対する計算を行うことができない。
到達目標③1自由度系の強制振動(力励振)について理解し、課題に対する計算を間違いなく行うことができる。1自由度系の強制振動(力励振)についてほぼ理解し、課題に対する基本的な計算を行うことができる。1自由度系の強制振動(力励振)についての理解が不十分であり、課題に対する計算を行うことができない。
到達目標④1自由度系の強制振動(変位励振)について理解し、課題に対する計算を間違いなく行うことができる。1自由度系の強制振動(変位励振)についてほぼ理解し、課題に対する基本的な計算を行うことができる。1自由度系の強制振動(変位励振)についての理解が不十分であり、課題に対する計算を行うことができない。

Assigned Department Objectives

到達目標 A 1 See Hide
JABEE d-1 See Hide

Teaching Method

Outline:
機械工学で学ぶ材料力学、水力学、熱力学を三力学と呼び、更に機械力学を加えて四力学と呼ぶ。機械力学は、振動現象に関連した工学の応用分野を取り扱う。振動は物理現象であるが、それを表現するための道具としての数学の知識が不可欠である。また、物理現象を感覚的にイメージしながら数式と結びつけて考える習慣が必要とされる。必要とされる数学は、三角関数、微積分、微分方程式、ベクトルと行列および複素数や調和解析である。4年次後期の機械力学の授業では、基本的な1自由度系の振動現象を取扱う。初期条件により運動が決まる自由振動および時間的に大きさが変化する加振力が加わったときの応答である強制振動を、それぞれ減衰のある場合とない場合に分けて説明する。
Style:
基本的に教科書に沿って講義を行うが、適宜必要な資料を配布する。毎時間、学習シートを配布し、基本的な例題や演習問題を課題として与える。なお、学習シートは、次の時間に提出させ、自己評価で授業内容の理解度を記述させる。また、課題のレポートとしての機能も果たす。
Notice:
評価方法
【中間試験】×0.4+【期末試験】×0.4+【学習シートの課題20点満点】
再試験の評価方法は次のどちらかの高い方とする。 ①【再試験】のみ ②【再試験】×0.8+【学習シート】×0.2

Course Plan

Theme Goals
2nd Semester
3rd Quarter
1st 授業内容:機械力学の概要説明、各種振動問題および振動の種類
事後学習:学習シート1の問題を解く。目安は1.5時間。
機械力学の概要と振動に関する現状や問題および種類を理解する。
2nd 授業内容:調和振動の定義、調和振動のベクトルや複素数表示
事後学習:学習シート2の問題を解く。目安は1.5時間。
機械力学に必要な調和関数に関する数学的事項を理解する。
3rd 授業内容:調和分析(フーリエ級数)
事後学習:学習シート3の問題を解く。目安は1.5時間。
フーリエ級数の内容および振動現象での必要性を理解する。
4th 授業内容:1自由度不減衰系の自由振動
事後学習:学習シート4の問題を解く。目安は1.5時間。
最も単純な1自由度系の振動を学ぶ。最初に、減衰のない1自由度系の自由振動を理解する。
5th 授業内容:エネルギー法
事後学習:学習シート5の問題を解く。目安は1.5時間。
エネルギー保存の法則に基づき、運動方程式や固有振動数を求める方法を理解する。
6th 授業内容:1自由度減衰系の自由振動
事後学習:学習シート6の問題を解く。目安は1.5時間。
減衰のある1自由度系の自由振動を理解する。
7th 授業内容:1自由度系の自由振動に関する演習問題 1自由度系の自由振動に関する問題が解ける。
8th 後期中間試験
4th Quarter
9th 授業内容:中間試験の解答および復習 中間試験の範囲の復習を行い、不十分な箇所の理解を深める。
10th 授業内容:1自由度不減衰系の強制振動
事後学習:学習シート7の問題を解く。目安は1.5時間。
強制振動とは、外部から加振力が加わったときの応答である。ここでは、減衰のない1自由度系の強制振動を理解する。
11th 授業内容:1自由度減衰系の強制振動
事後学習:学習シート8の問題を解く。目安は1.5時間。
減衰のある1自由度系の強制振動を理解する。
12th 授業内容:Q係数、変位励振による強制振動
事後学習:学習シート9の問題を解く。目安は1.5時間。
Q係数および自動車や地震など外部からの変位入力に対する振動を理解する。
13th 授業内容:振動の絶縁、一般的加振力による過渡振動
事後学習:学習シート10の問題を解く。目安は1.5時間。
機械が外部に伝える振動および一般的な加振力による過渡振動を理解する。
14th 授業内容:1自由度系の強制振動に関する演習問題 1自由度系の強制振動に関する問題が解ける。
15th 後期末試験
16th 授業内容:期末試験の解答および復習 期末試験の範囲の復習を行い、不十分な箇所の理解を深める。

Evaluation Method and Weight (%)

後期中間試験後期末試験学習シートTotal
Subtotal404020100
到達目標①200525
到達目標②200525
到達目標③020525
到達目標④020525