到達目標
○運動中の物体の運動方程式を立てられること.
○運動方程式を解き,固有振動数や減衰などの振動の性質を表現できること.
○振動の性質を理解し、その低減・防止方法について述べられること.
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 | 複雑な二自由度および多自由度系であっても，運動中の物体の運動方程式を立てられる. | 簡単な二自由度および多自由度系であれば，運動中の物体の運動方程式を立てられる. | 簡単な二自由度および多自由度系であっても，運動中の物体の運動方程式を立てられない. |
| 評価項目2 | 運動方程式を解き,固有振動数や減衰などの振動の性質を計算でき，さらに，その低減・防止方法について具体的に検討できる. | 運動方程式を解き,固有振動数や減衰などの振動の性質を計算できる. | 運動方程式を解くことができず,固有振動数や減衰などの振動の性質を計算できない. |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
高速化・軽量化を求められる近年の機械設計において、その振動やそれによる騒音をいかに低減・防止するかは安全面、性能面、環境面で重要な問題である.この問題の解決には振動する機械要素の動力学的挙動の解明が必要である.本科目は本科5年次に開講された「機械力学」に引き続き,より実用的な問題である、2自由度系の振動および連続体の振動についてその現象を数学的に明らかにし,得られた式から各種の振動現象の性質について理解することを目標とする.
授業の進め方・方法:
本科目では、2自由度系の振動,多自由度系の振動,回転機械の振動,連続体(弦、棒,はり)の振動について,それらの動力学的挙動の定式化について議論する.振動解析は運動方程式を立てることが基本となる.授業での例題や課題のみならずより多くの問題に取組み,種々の問題について運動方程式が立てられるようにしてもらいたい.振動の種類により、運動方程式はある特定の型になる.講義では、その解法を解説し、得られる式からその振動の性質について議論する.演習問題により、その解法を身に付けたか理 解度を確認する.
注意点:
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.「機械力学」や「材料力学」における学習内容の理解を前提として進める.工学的な振動問題はもちろん、身近な場面で体験する振動現象にも目を向け、講義で学んだ考え方や式などに当てはめて考えてみる姿勢を持ってほしい.
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
復習:1自由度系の振動の性質 |
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| 2週 |
2自由度系の自由振動 |
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| 3週 |
2自由度系の強制振動 |
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| 4週 |
粘性減衰のある2自由度系の振動 |
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| 5週 |
吸振器 |
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| 6週 |
回転機械の危険速度 |
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| 7週 |
回転機械のつりあわせ |
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| 8週 |
中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
多自由度系の運動方程式 |
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| 10週 |
運動方程式のマトリックス表示と慣性および剛性マトリックス |
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| 11週 |
モーダル解析 |
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| 12週 |
伝達マトリックスによる固有振動数の計算、マトリックスの反復操作法 |
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| 13週 |
連続弾性体の振動(弦の横振動、丸棒のねじり振動、棒の自由縦振動) |
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| 14週 |
はりの自由横振動 |
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| 15週 |
期末試験 |
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| 16週 |
期末試験の答案返却とまとめ |
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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 |
評価割合
| 定期試験 | 演習課題および授業への取組 | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 80 | 20 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 |