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
教育方法等
概要:
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。
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
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週 |
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。
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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| 15週 |
到達度試験 |
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| 16週 |
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 |
| 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 | 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 |