振動工学

科目基礎情報

学校	津山工業高等専門学校	開講年度	令和06年度 (2024年度)
授業科目	振動工学
科目番号	0036	科目区分	専門 / 選択
授業形態	講義	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	機械・制御システム工学専攻	対象学年	専2
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材	教科書：谷口　修　「改訂　振動工学」（コロナ社），参考書：Timoshenko/Young/Weaver「新版　工業振動学」（コロナ社）
担当教員	西川 弘太郎,山本吉範 （機械）

到達目標

【学習目的】
振動対象をモデル化し，運動方程式を立てそれを解析する手法を修得する。また，機械力学の知識をさらに深化させる。

【到達目標】
１．１自由度の基本的な振動モデルの運動方程式が立てられ，解を計算することができる。
２．２自由度の基本的な振動モデルの運動方程式が立てられ，解を計算することができる。
３．分布定数振動系の振動現象と解析方法を理解し，解析できる。
４． 課題レポートを通じて具体的な振動現象を理解し，各種課題の解決に適用できる。

ルーブリック

	優	良	可	不可
評価項目1	各種の１自由度の振動モデルの運動方程式が立てられ，解を計算することができる。	基本的な１自由度の振動モデルの運動方程式が立てられ，解を計算することができる。	基本的な１自由度の振動モデルの運動方程式が立てられる。	基本的な１自由度の振動モデルの運動方程式が立てられず，解も計算できない。
評価項目2	各種の２自由度の振動モデルの運動方程式が立てられ，解を計算することができる。	基本的な２自由度の振動モデルの運動方程式が立てられ，解を計算することができる。	基本的な２自由度の振動モデルの運動方程式が立てられる。	基本的な２自由度の振動モデルの運動方程式が立てられず，解も計算できない。
評価項目3	各種分布定数振動系の振動現象を理解でき，解析できる。	基本的な分布定数振動系の振動現象を理解でき，解析できる。	基本的な分布定数振動系の振動現象を理解できる。	基本的な分布定数振動系の振動現象を理解できず，解析もできない。
評価項目4	課題レポートを通じて具体的な振動現象を理解できると共に各種課題の解決に適用できる。	課題レポートを通じて基本的な振動現象を理解できると共に解析ができる。	課題レポートを通じて基本的な振動現象を理解できる。	課題レポートを通じて基本的な振動現象を理解できず，解析も出来ない。

教育方法等

概要:

【一般・専門の別】：専門　
【学習の分野】：運動と振動 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　【基礎となる学問分野】：工学/機械工学/機械力学・制御
【専攻科学習目標との関連】： 本科目は専攻科学習目標「(2) 材料と構造，運動と振動，エネルギーと流れ，情報と計測・制御，設計と生産・管理，機械とシステムなどの専門技術分野および数学・物理分野、化学・バイオの技術分野の知識を修得し，機械やシステムの設計・製作・運用に活用できる能力を身につける」に相当する科目である。

【技術者教育プログラムとの関連】： 本科目が主体とする学習・教育到達目標は「（B）専攻分野に関連する知識理解を深化させ，それらを応用することができる」である。

【授業の概要】：　近年，機械には省エネルギー化や高性能化・小型軽量化が要求されている。さらに高速で運転されるため，振動や騒音を生じ易い傾向がある。これらは機械の性能低下や公害の原因にもなり社会問題化している。この授業では，本科で学習した機械力学を基礎とし，これらの問題の原因となっている2自由度系の強制振動や分布定数振動系等について講義し，振動現象の理解を深める。

授業の進め方・方法:

【授業の方法】
板書を中心に授業を進める。教科書に従って授業を進めるが，別の教材を用意して授業を進める場合もある。現実の問題をより多く例として取り上げ，解説する。また，理解が深まるように，レポート課題を課す。

【成績評価方法】
レポート課題は，指定した期日までに必ず提出すること。試験（７０％）。レポート課題（３０％）。「試験は原則１回であるが，総合評価が６０点未満の者に対して出席状況や授業態度が良好であれば，事前指示を与えたうえで再試験を行う。ただし，再試験は本試験と同等に評価する。」試験には自筆ノートと電卓の持ち込みは許可する。遠隔授業を実施する場合は，成績評価方法を変更することがある。

注意点:

【履修上の注意】
本科目は「授業時間外の学修を必要とする科目」である。当該授業時間と授業時間外の学修を合わせて，１単位あたり４５時間の学修が必要である。授業時間外の学修については，担当教員の指示に従うこと。

【履修のアドバイス】
・事前に行う準備学習として，基礎科目となる微分方程式，工業力学，機械力学の内容を復習しておくこと。・本科目は，運動方程式の導出とその解析が主になるので，微分方程式や工業力学さらに機械力学の内容を復習しておくことが望ましい。
・本科目は，5年次で学修した機械力学を発展させた科目である。
【基礎科目】
基礎微分方程式（全系共通３年），力学Ⅰ（全系共通３），力学Ⅱ（全系共通３），応用数学Ⅱ（全系共通４），制御工学（機械システム系４），機械力学（機械システム系５）など
【関連科目】　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　計算力学（専２年），機械・制御システム特別研究Ⅰ，Ⅱ（専１，２），システム制御工学（専２）など
【受講上のアドバイス】
授業時間以外の学習（予習と復習およびレポート課題）は，行なわなければならない。授業で習った知識を身に付けるためにもノートの整理や課題の考察は重要である。板書しなかった事項も含めてノートにまとめておけば有用になる。課題レポートは指定期限までに必ず提出すること。５０分を越える遅刻は，１欠課と見なすので注意すること。

授業の属性・履修上の区分

遠隔授業対応

選択

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	ガイダンス（シラバスの説明を含む），減衰しない１自由度の自由振動	減衰しない１自由度の自由振動を理解し，解を計算できる。
		2週	減衰する１自由度の自由振動	減衰する１自由度の自由振動を理解し，解を計算できる。
		3週	減衰のない場合の強制振動	減衰のない場合の強制振動を理解し，解を計算できる。
		4週	減衰のある場合の強制振動	減衰のある場合の強制振動を理解し，解を計算できる。
		5週	振動の伝達，変位による強制振動	振動の伝達，変位による強制振動を理解し，解を計算できる。
		6週	過渡振動	過渡振動を理解し，解を計算できる。
		7週	２自由度系の振動	２自由度系の振動を理解し，計算できる。
		8週	連成強制振動	連成強制振動を理解する。
	2ndQ
		9週	自励振動	自励振動を理解する。
		10週	自励振動と安定性	自励振動と安定性を理解する。
		11週	絃の振動，棒のねじりおよび縦振動，気柱の振動	絃の振動，棒のねじりおよび縦振動，気柱の振動を理解する。
		12週	波動方程式の解	波動方程式の解を理解する。
		13週	絃の定常振動の自由振動解および振動エネルギー	絃の定常振動の自由振動解および振動エネルギーを理解し，解を計算できる。
		14週	はりの曲げ振動および振動エネルギー	はりの曲げ振動および振動エネルギーを理解し，解を計算できる。
		15週	（前期末試験）
		16週	答案の返却と解説

評価割合

	試験	発表	相互評価	自己評価	課題	小テスト	合計
総合評価割合	70	0	0	0	30	0	100
基礎的能力	0	0	0	0	0	0	0
専門的能力	70	0	0	0	30	0	100
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0