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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
1. 振動工学の基礎[1-2]:質量と重量,慣性質量と慣性モーメント,直線および回転運動の運動方程式,ばね定数,調和振動 |
ニュートンの運動方程式を理解し、簡単な運動のモデリングができる。
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2週 |
1. 振動工学の基礎[1-2]:質量と重量,慣性質量と慣性モーメント,直線および回転運動の運動方程式,ばね定数,調和振動 |
ニュートンの運動方程式を理解し、簡単な運動のモデリングができる。
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3週 |
2. 1自由度非減衰振動[3-5]:振動方程式,固有振動数,質量-ばね振動系,単振子,剛体振子,ねじり振動系,曲げ振動系,減速機,レイリー法 |
フリーボディダイヤグラムを図示し、振動方程式が立式できる。
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4週 |
2. 1自由度非減衰振動[3-5]:振動方程式,固有振動数,質量-ばね振動系,単振子,剛体振子,ねじり振動系,曲げ振動系,減速機,レイリー法 |
ねじり振動系および減速機を含んだ振動系において、振動方程式が立式できる。
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5週 |
2. 1自由度非減衰振動[3-5]:振動方程式,固有振動数,質量-ばね振動系,単振子,剛体振子,ねじり振動系,曲げ振動系,減速機,レイリー法 |
レーリー法を理解し、振動系の固有振動数が計算できる。
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6週 |
3. 1自由度減衰振動[6-8]:Kelvin-Voigtモデル,粘性減衰係数,臨界減衰係数,標準形,減衰比と減衰自由振動の解,減衰固有振動数,対数減衰率 |
振動方程式の標準形を理解し、各パラメータの意味を説明できる。
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7週 |
3. 1自由度減衰振動[6-8]:Kelvin-Voigtモデル,粘性減衰係数,臨界減衰係数,標準形,減衰比と減衰自由振動の解,減衰固有振動数,対数減衰率 |
減衰自由振動の振動解について、複素平面上で解の挙動が理解できる。
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8週 |
3. 1自由度減衰振動[6-8]:Kelvin-Voigtモデル,粘性減衰係数,臨界減衰係数,標準形,減衰比と減衰自由振動の解,減衰固有振動数,対数減衰率 |
減衰自由振動の振動解について、複素平面上で解の挙動が理解できる。
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2ndQ |
9週 |
4. 1自由度強制振動[9-11]:過渡振動と定常振動,振幅倍率,共振,力および変位による強制振動,振動伝達率 |
過渡振動と定常振動の違いについて理解し、図示できる。
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10週 |
4. 1自由度強制振動[9-11]:過渡振動と定常振動,振幅倍率,共振,力および変位による強制振動,振動伝達率 |
定常解を求め、共振現象について説明できる。
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11週 |
4. 1自由度強制振動[9-11]:過渡振動と定常振動,振幅倍率,共振,力および変位による強制振動,振動伝達率 |
定常解を求め、共振現象について説明できる。
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12週 |
5. 1自由度過渡振動[12-15]:単位ステップ,単位インパルスおよび正弦波加振,デュアメル積分,ラプラス変換による微分方程式の解 |
種々の入力を関数で表し、過渡応答について説明できる。
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13週 |
5. 1自由度過渡振動[12-15]:単位ステップ,単位インパルスおよび正弦波加振,デュアメル積分,ラプラス変換による微分方程式の解 |
ラプラス変換を用いて、過渡応答の一般解を求めることができる。
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14週 |
5. 1自由度過渡振動[12-15]:単位ステップ,単位インパルスおよび正弦波加振,デュアメル積分,ラプラス変換による微分方程式の解 |
ラプラス変換を用いて、過渡応答の一般解を求めることができる。
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15週 |
5. 1自由度過渡振動[12-15]:単位ステップ,単位インパルスおよび正弦波加振,デュアメル積分,ラプラス変換による微分方程式の解 |
畳み込み積分を理解し、デュアメル積分により解を求める方法が説明できる。
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16週 |
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後期 |
3rdQ |
1週 |
6. 2自由度自由振動[16-18]:振動数方程式,固有振動モード,種々の2自由度振動 |
振動方程式のマトリックス表示ができる。固有振動モードが計算できる。
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2週 |
6. 2自由度自由振動[16-18]:振動数方程式,固有振動モード,種々の2自由度振動 |
振動方程式のマトリックス表示ができる。固有振動モードが計算できる。
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3週 |
6. 2自由度自由振動[16-18]:振動数方程式,固有振動モード,種々の2自由度振動 |
歯車を有する軸のねじり振動系について振動モードが計算できる。
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4週 |
7. 2自由度強制振動[19-21]:動吸振器,変位および不釣り合いによる強制振動 |
動吸振器の原理について説明できる。
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5週 |
7. 2自由度強制振動[19-21]:動吸振器,変位および不釣り合いによる強制振動 |
動吸振器の原理について説明できる。
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6週 |
7. 2自由度強制振動[19-21]:動吸振器,変位および不釣り合いによる強制振動 |
変位および不釣り合いによる強制振動について説明できる。
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7週 |
8. 多自由度系の自由振動[22-24]:モード解析,ラグランジュの運動方程式 |
ニュートンの運動方程式により振動方程式を立式し、固有振動モードを計算できる。
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8週 |
8. 多自由度系の自由振動[22-24]:モード解析,ラグランジュの運動方程式 |
仮想仕事の原理を理解し、ラグランジュの運動方程式によりモデリングができる。
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4thQ |
9週 |
8. 多自由度系の自由振動[22-24]:モード解析,ラグランジュの運動方程式 |
仮想仕事の原理を理解し、ラグランジュの運動方程式によりモデリングができる。
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10週 |
9. 連続体の振動Ⅰ[25-27]:弦の振動,波動方程式,モード関数,棒の縦振動,棒のねじり振動 |
弦の横振動について、波動方程式を立式し、n次の固有振動数を求めることができる。
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11週 |
9. 連続体の振動Ⅰ[25-27]:弦の振動,波動方程式,モード関数,棒の縦振動,棒のねじり振動 |
棒の縦振動について、波動方程式を立式し、n次の固有振動数を求めることができる。
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12週 |
9. 連続体の振動Ⅰ[25-27]:弦の振動,波動方程式,モード関数,棒の縦振動,棒のねじり振動 |
棒のねじり振動について、波動方程式を立式し、n次の固有振動数を求めることができる。
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13週 |
10. 連続体の振動Ⅱ[28-30]:はりの曲げ振動
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はりの曲げ振動に関する運動方程式を立式できる。
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14週 |
10. 連続体の振動Ⅱ[28-30]:はりの曲げ振動
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はりの曲げ振動に関する運動方程式を立式できる。
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15週 |
10. 連続体の振動Ⅱ[28-30]:はりの曲げ振動 |
はりの曲げ振動に関する運動方程式を立式できる。
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16週 |
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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 |
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 | 前1,前2 |
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 | 前1,前2 |
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 | 前1,前2 |
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 | 前1,前2 |
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 | 前1,前2 |
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 | 前1,前2 |
運動の第三法則(作用反作用の法則)を説明できる。 | 4 | 前1,前2 |
周速度、角速度、回転速度の意味を理解し、計算できる。 | 4 | 前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 | 前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 | 前5 |
動力の意味を理解し、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 | |
運動量および運動量保存の法則を説明できる。 | 4 | |
剛体の回転運動を運動方程式で表すことができる。 | 4 | 前4 |
平板および立体の慣性モーメントを計算できる。 | 4 | 前4 |
荷重が作用した時の材料の変形を説明できる。 | 4 | |
応力とひずみを説明できる。 | 4 | |
フックの法則を理解し、弾性係数を説明できる。 | 4 | 後10 |
許容応力と安全率を説明できる。 | 4 | |
両端固定棒や組合せ棒などの不静定問題について、応力を計算できる。 | 4 | |
線膨張係数の意味を理解し、熱応力を計算できる。 | 4 | |
引張荷重や圧縮荷重が作用する棒の応力や変形を計算できる。 | 4 | |
ねじりを受ける丸棒のせん断ひずみとせん断応力を計算できる。 | 4 | 後11,後12 |
丸棒および中空丸棒について、断面二次極モーメントと極断面係数を計算できる。 | 4 | 後11,後12 |
軸のねじり剛性の意味を理解し、軸のねじれ角を計算できる。 | 4 | 後11,後12 |
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 | 後13,後14,後15 |
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 | 後13,後14,後15 |
各種の荷重が作用するはりのせん断力線図と曲げモーメント線図を作成できる。 | 4 | |
曲げモーメントによって生じる曲げ応力およびその分布を計算できる。 | 4 | |
各種断面の図心、断面二次モーメントおよび断面係数を理解し、曲げの問題に適用できる。 | 4 | |
各種のはりについて、たわみ角とたわみを計算できる。 | 4 | |
多軸応力の意味を説明できる。 | 4 | |
二軸応力について、任意の斜面上に作用する応力、主応力と主せん断応力をモールの応力円を用いて計算できる。 | 4 | |
部材が引張や圧縮を受ける場合のひずみエネルギーを計算できる。 | 4 | |
部材が曲げやねじりを受ける場合のひずみエネルギーを計算できる。 | 4 | |
カスティリアノの定理を理解し、不静定はりの問題などに適用できる。 | 4 | |
振動の種類および調和振動を説明できる。 | 4 | 前2 |
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3,前4,前5,前12,前13,前14,前15,後1,後2,後3,後4,後5,後6 |
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6,前7,前8,前12,前13,前14,前15,後1,後2,後3,後4,後5,後6 |
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 | 前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15,後1,後2,後3,後4,後5,後6 |
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 | 前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15,後1,後2,後3,後4,後5,後6 |