振動工学

科目基礎情報

学校	北九州工業高等専門学校	開講年度	2018
授業科目	振動工学
科目番号	0019	科目区分	専門 / 必修
授業形態	授業	単位の種別と単位数	履修単位: 1
開設学科	生産デザイン工学科（機械創造システムコース）	対象学年	4
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材	機械力学，本江哲行編，実教出版
担当教員	井上 昌信

到達目標

1. 振動の種類および調和振動を説明できる。
2. 非減衰系および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。
3. 変位励振、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。

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	振動の種類および調和振動の説明や基本的な数学表現も説明できる．	振動の種類および調和振動を説明できる。	振動の種類および調和振動を説明できない。
評価項目2	非減衰系および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。	非減衰系および減衰系の自由振動について説明できる。	非減衰系および減衰系の自由振動について説明できない。
評価項目3	変位励振、調和外力による減衰系の強制振動を運動方程式で表し、解を求めることができる。	変位励振、調和外力による減衰系の強制振動を運動方程式で表すことができる．	変位励振、調和外力による減衰系の強制振動を運動方程式で表すことができない．

教育方法等

概要:

本授業では、物理学の振動を基礎にして、工学に応用する方法を学習することを目的とする。授業では、振動現象について力学をベースにしたモデル化を行い、運動方程式を構成する。さらに数学的解析手法を用いて、定量的な理解力を深めさせる。

授業の進め方・方法:

授業は板書形式を基本とし、必要に応じて補助プリントを配布する。

注意点:

本授業では、運動方程式を使って基本的な振動機構の方程式が導けるようにするため、運動方程式を立てるにあたり、前年度までに履修した工業力学および材料力学が前提知識になるので、これまでに学習した事項を理解しておく必要がある。

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
		2週	・機械振動とは	・機械振動を分類し，それぞれの振動の特徴と事例を説明できる．
		3週	・動力学の基礎	・物体の運動に関する自由度が説明できる． ・復元力，減衰力が説明できる．
		4週	・各種等価ばね定数	・代表的な形式の等価ばね定数を求めることができる．
		5週	・調和振動とその合成	・用語の説明ができる． ・リサージュの図形，うなりについて説明できる．
		6週	・非減衰１自由度系①	・非減衰１自由度系の運動方程式を立てることができる．
		7週	・非減衰１自由度系②	・１～６週までの範囲の演習
		8週	・中間試験
	2ndQ
		9週	・試験返却と解説 ・減衰１自由度振動系①	・減衰１自由度振動系に関する用語が説明できる．
		10週	・減衰１自由度振動系②	・過減衰，臨界減衰，不足減衰が説明できる． ・対数減衰率を求めることができる．
		11週	・１自由度系の強制振動①	・非減衰系の強制振動の一般解を求めることができる． ・共振について説明ができる．
		12週	・１自由度系の強制振動②	・粘性減衰系の強制振動の一般解を求めることができる．
		13週	・１自由度系の強制振動③	・力入力をうける１自由度系の強制振動の解を求めることができる．
		14週	・１自由度系の強制振動④	・変位入力をうける１自由度系の強制振動の解を求めることができる． ・半パワー法について説明できる．
		15週	・期末試験
		16週	・試験返却と解説

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5
				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10
				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13
				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14

評価割合

	試験	課題	相互評価	態度	ポートフォリオ	その他	合計
総合評価割合	80	20	0	0	0	0	100
基礎的能力	0	0	0	0	0	0	0
専門的能力	80	20	0	0	0	0	100
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0