到達目標
１．構造物の振動に関する、基礎的な物理量や用語の意味を理解し、説明できる。
２．１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。
３．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。
４．１自由度系の運動方程式の解を複素応答として導く過程とその内容を理解できる。
５．２自由度系の自由振動における固有振動数と固有振動形の概念を理解できる。
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 | | | |
学科の到達目標項目との関係
JABEE基準 (1(2)(d)(1))
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JABEE基準 (1(2)(d)(3))
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JABEE基準 (c)
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専攻科到達目標 3-3
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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、複素応答、２自由度系の自由振動における固有振動数と固有振動形などである。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。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
振動の基礎 |
基本的な物理量や用語の理解
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| 2週 |
１自由度系の自由振動 |
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| 3週 |
１自由度系の自由振動 |
１自由度系の自由振動の運動方程式とその解を理解できる。
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| 4週 |
１自由度系の減衰自由振動の特性 |
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| 5週 |
１自由度系の正弦波外力による強制振動 |
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| 6週 |
正弦波外力を受ける１自由度系の運動方程式とその解 |
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| 7週 |
正弦波外力を受ける１自由度系の運動方程式とその解 |
正弦波外力を受ける１自由度系の運動方程式とその解を理解できる。
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| 8週 |
複素応答 |
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| 4thQ |
| 9週 |
支点変位を受ける１自由度系の運動方程式とその解 |
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| 10週 |
支点変位を受ける１自由度系の運動方程式とその解 |
支点変位を受ける１自由度系の運動方程式とその解を理解できる。
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| 11週 |
正弦波外力および支点変位を受ける１自由度系の振動特性 |
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| 12週 |
２自由度系の自由振動 |
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| 13週 |
２自由度系の自由振動 |
固有振動数と固有振動形の概念を理解できる。
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| 14週 |
２自由度系の強制振動 |
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| 15週 |
期末試験 |
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| 16週 |
期末試験の答案返却と解説 |
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評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 50 | 0 | 0 | 0 | 0 | 50 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 50 | 0 | 0 | 0 | 0 | 50 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |