機械力学A(1093)

科目基礎情報

学校 八戸工業高等専門学校 開講年度 令和02年度 (2020年度)
授業科目 機械力学A(1093)
科目番号 5M18 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 産業システム工学科機械システムデザインコース 対象学年 5
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 機械力学/麻生和夫、谷順二、長南征二、林一夫/朝倉書店
担当教員 黒沢 忠輝

到達目標

1.運動中の物体の運動方程式を立てられること。
2.運動方程式を解き、固有振動数を計算できること。
3.動的特性を説明できること。

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実際の機械に対しモデルを立てて、運動方程式を導出できる機械の動力学的問題に対しモデルを立てて、運動方程式を導出できる機械の動力学的問題に対しモデルを立てて、運動方程式を導出できない
評価項目2実際の機械に対しモデルを立てて、運動方程式を導出できる導出した運動方程式から、固有振動数を計算できる導出した運動方程式から、固有振動数を計算できない
評価項目3実際の機械における動的特性を説明できる動的特性を説明できる動的特性を説明できない

学科の到達目標項目との関係

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教育方法等

概要:
【開講学期】春学期週2時間・夏学期週2時間
機械の大型化、高速化が進み、その設計および性能向上のために機械の発する騒音や振動問題の対策として、その動力学的挙動の解明が必要である。本科目は1自由度の振動系を元にして振動現象を理解するとともに摩擦などさまざまな条件下での自由振動および強制振動現象を数学的に明らかにすることを目標とする。
授業の進め方・方法:
振動に関する問題は運動方程式を作成してその解を求めることによってその様子を解明できる。授業では例題を説明後に各自で演習問題を解き、自分の理解度を確認する。
到達度試験80%、課題など20%として評価を行い、総合評価は100点満点として、60点以上を合格とする。答案は採点後返却し、達成度を伝達する。
注意点:
電卓を準備すること。
数学的素養が必要とされるので、特に微分積分の基礎は十分に復習しておくこと。
必要に応じ、線形代数、微積、応用物理、材料力学の教科書を持ち込んでもよい。

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 自由度系の振動の性質 自由度が異なる系の運動を理解できる。
2週 自由度系の振動の性質 振動の種類および調和振動を説明できる。
3週 粘性減衰のない場合の自由振動 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。
4週 演習 上記の項目を用いた応用問題を解くことができる。
5週 等価ばね定数と等価軸 等価ばね定数と等価軸を理解できる。
6週 演習 上記の項目を用いた応用問題を解くことができる。
7週 エネルギ式の応用 運動方程式や固有振動数を導出し、動的特性を理解できる。
8週 エネルギ式の応用 上記の項目を用いた応用問題を解くことができる。
2ndQ
9週 分布質量の影響(レイリー法) 運動方程式や固有振動数を導出し、動的特性を理解できる。
10週 分布質量の影響(レイリー法) 上記の項目を用いた応用問題を解くことができる。
11週 粘性減衰のない場合の強制振動 運動方程式や固有振動数を導出し、動的特性を理解できる。
12週 粘性減衰のない場合の強制振動 運動方程式や固有振動数を導出し、動的特性を理解できる。
13週 演習 上記の項目を用いた応用問題を解くことができる。
14週 演習 上記の項目を用いた応用問題を解くことができる。
15週 到達度試験
16週 答案返却とまとめ

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振動の種類および調和振動を説明できる。4前16
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。4前16

評価割合

到達度試験課題合計
総合評価割合8020100
基礎的能力000
専門的能力8020100
分野横断的能力000