概要:
教科書に沿って授業を進める。基礎的事項の解説をした後,練習問題を解き理解を定着させる
主として,バネ質点系及び連続体の自由振動,強制振動の概念と基礎的事項を理解し,それらに関連する計算能力と応用能力を養う。調和振動,調和分析の概念を理解している。
授業の進め方・方法:
評価方法 定期試験を80%,演習レポートへの取り組みを20%として評価する。
学習項目ごとの全体評価への重みは,1と2(1),2(2)~4,5~7,8~11について,それぞれ25%とする。
注意点:
履修要件 特になし
関連科目 微分積分(2年)→ 工業物理Ⅰ(3年)→ 工業物理Ⅱ(4年)→ 振動工学 → 振動工学特論(AS1)
教 材 教科書:振動工学入門[改訂版](山田伸志監修 パワー社刊)
プリント
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
ガイダンス,振動工学の基礎・事例など |
基礎となる力学を理解している
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2週 |
1自由度系の振動,運動方程式の解法 |
1自由度振動系のモデルと運動方程式を理解している
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3週 |
ねじり振動系,変速を含む振動系 |
各種の1自由度振動系を理解している
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4週 |
エネルギー法による解法,実際の振動数推定法 |
エネルギー法を理解している
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5週 |
1自由度減衰振動(運動方程式,過減衰) |
1自由度減衰振動系のモデルと運動方程式を理解している
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6週 |
1自由度減衰振動,臨界減衰,不足減衰,ダンパの効果,実波形の解析 |
1自由度減衰振動系の実振動を理解している
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7週 |
実波形解析(演習),演習問題 |
実波形による振動解析法を理解している
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8週 |
1自由度系の強制振動の概要,(1)力による強制振動 |
1自由度系の強制振動の概要と力による強制振動を理解している
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2ndQ |
9週 |
前期中間試験 |
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10週 |
試験結果解答,総合復習 |
1自由度系の理解を深める
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11週 |
1自由度系の強制振動,(2)変位による強制振動 |
1自由度系の強制振動の変位による強制振動を理解している
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12週 |
振動の伝達,振動測定の原理,実際の強制力, |
振動伝達,振動測定の原理,実際の強制力を理解している
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13週 |
1自由度過渡振動:1自由度過渡振動(ステップ,インパルス) |
1自由度過渡振動の概要とステップ,インパルスの応答を理解している
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14週 |
1自由度過渡振動(正弦,半波正弦) |
1自由度過渡振動の正弦,半波正弦応答を理解している
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15週 |
1自由度強制・過渡振動:演習問題 |
1自由度強制・過渡振動について演習問題を通じて理解を深める
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16週 |
前期末試験 |
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後期 |
3rdQ |
1週 |
2自由度系の振動:(運動方程式,並進系) |
2自由度振動系の概要と運動方程式を理解している
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2週 |
振動波形,ねじり, |
2自由度振動系の振動波形,ねじり振動を理解している
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3週 |
歯車を含むねじり,自動車のサスペンション |
2自由度振動系の歯車を含むねじり,自動車サスペンションの事例を理解している
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4週 |
2自由度強制振動:(運動方程式,動吸振器) |
2自由度強制振動の概要と運動方程式と動吸振器を理解している
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5週 |
変位による強制振動,不釣り合いによる振動.演習問題(1)(2) |
変位による強制振動や不釣り合いによる振動を理解している
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6週 |
多自由度振動 |
多自由度振動の概要を理解している
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7週 |
自励振動,演習 |
自励振動の概要を理解している
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8週 |
後期中間試験 |
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4thQ |
9週 |
試験結果解答,弦および棒の振動(運動方程式、波動解) |
弦および棒の振動の概要と運動方程式を理解している
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10週 |
弦および棒の振動(定常解) |
弦および棒の振動の定常解を理解している
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11週 |
弦および棒の振動(棒の振動) |
棒の振動を理解している
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12週 |
はりの曲げ振動:境界条件,自由曲げ振動[単純支持,片持ち] |
はりの曲げ振動と境界条件を理解している
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13週 |
強制振動(ガラーキン法),(演習) はりの振動 板の振動 |
強制振動(ガラーキン法)やはり,板の振動を理解している
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14週 |
回転軸の危険速度 |
回転軸の危険速度を理解している
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15週 |
振動対策,振動測定 |
振動対策や振動測定の方法を理解している
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16週 |
後期末試験 |
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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 |
基礎的能力 | 自然科学 | 物理 | 力学 | 簡単な運動について微分方程式の形で運動方程式を立て、初期値問題として解くことができる。 | 3 | |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 力学 | 力は、大きさ、向き、作用する点によって表されることを理解し、適用できる。 | 4 | |
一点に作用する力の合成と分解を図で表現でき、合力と分力を計算できる。 | 4 | |
一点に作用する力のつりあい条件を説明できる。 | 4 | |
力のモーメントの意味を理解し、計算できる。 | 4 | |
偶力の意味を理解し、偶力のモーメントを計算できる。 | 4 | |
着力点が異なる力のつりあい条件を説明できる。 | 4 | |
重心の意味を理解し、平板および立体の重心位置を計算できる。 | 4 | |
速度の意味を理解し、等速直線運動における時間と変位の関係を説明できる。 | 4 | |
加速度の意味を理解し、等加速度運動における時間と速度・変位の関係を説明できる。 | 4 | |
運動の第一法則(慣性の法則)を説明できる。 | 4 | |
運動の第二法則を説明でき、力、質量および加速度の関係を運動方程式で表すことができる。 | 4 | |
運動の第三法則(作用反作用の法則)を説明できる。 | 4 | |
周速度、角速度、回転速度の意味を理解し、計算できる。 | 4 | |
向心加速度、向心力、遠心力の意味を理解し、計算できる。 | 4 | |
仕事の意味を理解し、計算できる。 | 4 | |
てこ、滑車、斜面などを用いる場合の仕事を説明できる。 | 4 | |
エネルギーの意味と種類、エネルギー保存の法則を説明できる。 | 4 | |
位置エネルギーと運動エネルギーを計算できる。 | 4 | |
すべり摩擦の意味を理解し、摩擦力と摩擦係数の関係を説明できる。 | 4 | |
剛体の回転運動を運動方程式で表すことができる。 | 4 | |
はりの定義や種類、はりに加わる荷重の種類を説明できる。 | 4 | |
はりに作用する力のつりあい、せん断力および曲げモーメントを計算できる。 | 4 | |
振動の種類および調和振動を説明できる。 | 4 | |
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 | |
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 | |
調和外力による減衰系の強制振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。 | 4 | |
調和変位による減衰系の強制振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。 | 4 | |