振動解析学

科目基礎情報

学校	熊本高等専門学校	開講年度	令和05年度 (2023年度)
授業科目	振動解析学
科目番号	0044	科目区分	専門 / 選択
授業形態	授業	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	生産システム工学専攻	対象学年	専2
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材	教材資料配布
担当教員	後藤 勝彦

到達目標

１．１自由度系の減衰自由振動の運動方程式を理解し、その解を導くことができる。
２．正弦波外力や支点変位を受ける１自由度系の運動方程式とその解の導出過程を理解できる。
３．地震動に対する１自由度系の運動方程式の解を解くことができとその内容を理解できる。
４．地震応答スペクトルを計算することができその内容を理解できる。

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　１自由度系の減衰自由振動の運動方程式とその解の理解	１自由度系の減衰自由振動の運動方程式とその解を導くことができる。	１自由度系の減衰自由振動の運動方程式とその解の導出過程を理解できる。	１自由度系の減衰自由振動の運動方程式とその解の導出過程を理解できない。
評価項目2　正弦波外力および支点変位を受ける１自由度系の運動方程式とその解の理解	正弦波外力および支点変位を受ける１自由度系の運動方程式とその解を導くことができる。	正弦波外力および支点変位を受ける１自由度系の運動方程式とその解の導出過程を理解できる。	正弦波外力および支点変位を受ける１自由度系の運動方程式とその解の導出過程を理解できない。
評価項目3　１自由度系の地震応答に対する運動方程式とその解の理解	１自由度系の地震応答に対する運動方程式とその解を導くことができる。	１自由度系の地震応答に対する運動方程式とその解の導出過程を理解できる。	１自由度系の地震応答に対する運動方程式とその解の導出過程を理解できない。
評価項目4　地震応答スペクトルの理解	地震応答スペクトルを計算できその内容を理解することができる。	地震応答スペクトルを計算できる。	地震応答スペクトルを計算できない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 3-3 （基礎知識を活用して工学的問題を理解し、説明できる）

学習・教育到達度目標 3-3 （基礎知識を活用して工学的問題を理解し、説明できる）

JABEE (d)-(1) （専門工学（工学（融合複合・新領域）における専門工学の内容は申請高等教育機関が規定する）の知識と能力）

JABEE (d)-(3) （工学の基礎的な知識・技術を統合し，創造性を発揮して課題を探究し，組み立て，解決する 能力）

JABEE c （数学，自然科学および情報技術に関する知識とそれらを応用する能力）

教育方法等

概要:

地震や風などの動的外力に対する各種構造物の設計は実務上重要であり、主要な構造物では動的解析に基づく検討が行われる。振動解析学ではこのような構造物の動的解析の基本となる振動解析手法の基礎について、モデル化された簡単な構造系における動的つり合いの考え方から、運動方程式の解法および振動特性まで振動解析の基礎的内容の理解を目的とする。

授業の進め方・方法:

地震などの動的外力に対する実構造物挙動やその設計と関連付けながら、振動学の基礎理論について講義する。授業内容は、振動に関する用語、１自由度系の減衰自由振動の運動方程式とその解、正弦波外力および支点変位を受ける１自由度系の運動方程式とその解、地震応答スペクトルなどである。各単元で演習課題を課し、計算の過程・結果を通じて、振動解析手法の基礎的な理解を深める。
〇自学について
（事前学習）
授業計画の授業内容および到達目標を確認の上，授業資料の該当箇所に目を通しておくこと。
（事後学習）
授業資料から要点をノートに整理してまとめる等によって，内容の深い理解に努めること。
授業資料の演習問題に取り組むことで，実践力を養うこと。
課題レポートは直前に急いで取り組むのではなく，余裕をもって挑むこと。

注意点:

構造物の耐震設計には動的解析に基づく設計が一部導入されており、振動解析の基本的考え方を理解しておくことは重要である。物理や数学の知識を復習しながら、内容の理解に努力してもらいたい。その日の講義内容について重要な事項などを確認する復習を行うこと。基礎式等の解説に続けて単元ごとに演習課題を提示するので、課題を自身で解いてみること。また不明な点などは質問して解決するなど積極的な取り組みを期待する。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	授業計画の説明，地震動に関する説明	学習・教育到達度目標 3-3
		2週	地震動に関する説明	学習・教育到達度目標 3-3 JABEE (c)
		3週	スペクトルに関する説明	学習・教育到達度目標 3-3 JABEE (c)
		4週	振動方程式に関する説明	学習・教育到達度目標 3-3 JABEE (d2-a)
		5週	１自由度系の減衰自由振動の運動方程式	学習・教育到達度目標 3-3 JABEE (d2-a)
		6週	１自由度系の非減衰自由振動の運動方程式	学習・教育到達度目標 3-3 JABEE (d2-a)
		7週	１自由度系の減衰自由振動の運動方程式の解析	学習・教育到達度目標 3-3 JABEE (d2-c)
		8週	１自由度系の減衰自由振動の運動方程式の解析	学習・教育到達度目標 3-3 JABEE (d2-c)
	2ndQ
		9週	１自由度系の地震応答に対する運動方程式	学習・教育到達度目標 3-3
		10週	１自由度系の地震応答に対する運動方程式	学習・教育到達度目標 3-3
		11週	１自由度系の地震応答に対する運動方程式を使った解析	学習・教育到達度目標 3-3
		12週	１自由度系の地震応答に対する運動方程式を使った解析	学習・教育到達度目標 3-3 JABEE (d2-c)
		13週	１自由度系の地震応答に対する運動方程式を使った解析	学習・教育到達度目標 3-3 JABEE (d2-c)
		14週	地震応答スペクトルについて	学習・教育到達度目標 3-3
		15週	地震応答スペクトルの計算	学習・教育到達度目標 3-3 JABEE (d2-c)
		16週	まとめ	学習・教育到達度目標 3-3

評価割合

	レポート	合計
総合評価割合	100	100
基礎的能力	0	0
専門的能力	100	100
分野横断的能力	0	0