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03年度 (2021年度)
授業科目 振動解析学
科目番号 0048 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 説明 閉じる
JABEE (c) 説明 閉じる
JABEE (d2-a) 説明 閉じる
JABEE (d2-c) 説明 閉じる

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。
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。

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

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
2週 地震動に関する説明
3週 スペクトルに関する説明
4週 振動方程式に関する説明
5週 1自由度系の減衰自由振動の運動方程式
6週 1自由度系の非減衰自由振動の運動方程式
7週 1自由度系の減衰自由振動の運動方程式の解析
8週 1自由度系の減衰自由振動の運動方程式の解析
2ndQ
9週 1自由度系の地震応答に対する運動方程式
10週 1自由度系の地震応答に対する運動方程式
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
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
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
14週 地震応答スペクトルについて
15週 地震応答スペクトルの計算
16週 まとめ

評価割合

試験発表相互評価態度ポートフォリオレポート合計
総合評価割合00000100100
基礎的能力0000000
専門的能力00000100100
分野横断的能力0000000