機械力学および演習(II類)

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Kazuo Tanaka Laboratory, UEC, Tokyo, Japan

Smart Control & Unmanned Aerial Vehicles Lab. 賢く操れ！超複雑システム ＆ 目指せ！超スマート飛行 IEEE Fuzzy Systems Pioneer Award 受賞 2023年もStanford University World's Top 2% Scientistsに選出されました！ 研究室配属：本学II類P4&P5の学生および他大学の学生の方へ　⇒　こちら 企業の方へ　⇒　こちら Kazuo Tanaka Laboratory Professor Kazuo Tanaka, IEEE Fellow, IFSA Fellow

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機械本来の機能を発揮させるためには, 様々な振動問題の解決が不可欠である. 機械力学では, モデリングの方法や運動方程式の導出法, 常微分方程式の解法などを学習することで, 振動を理論的に考察し, その計測・解析および制御方法の基礎を習得する.
達成目標:
(1)1自由度系の運動方程式の立て方と固有振動数, 固有円振動数, 周期の意味を理解する.
(2)減衰振動とその特性を表す減衰比などの意味を理解する.
(3)強制振動の応答の求め方と共振曲線の意味を理解する. また, 振動計測と振動制御の原理を理解する.
(4)2自由度系の運動方程式の立て方と固有振動数と振動モードの求め方と意味を理解する. また, 動吸振器の特徴を理解し, 振動低減対策に生かすことができる.
(5)連続体の運動方程式の立て方と, 固有振動数と振動モードの求め方と意味を理解する.

微分積分学第一・第二、力学

解析学、力学演習

教科書:未定. 後日講義で説明します.
参考書:小寺, 矢野著, 演習で学ぶ機械力学, 森北出版
斉藤秀雄著, 工業基礎振動学, 養賢堂

機械力学は実際の問題を自分で解析してみることにより, より深い理解が得られる. そこで, 講義の内容を演習で補完し, 機械力学の理解を深めることを目指す.

第1回:自由度と一般化座標, 力学の基礎, 調和振動の複素数表示, 振動の合成
第2回:減衰がない1自由度系の自由振動
第3回:エネルギー法, 力のモーメント, 振り子の運動
第4回:減衰がない1自由度系の強制振動, 共振曲線, 強制力, 強制変位
第5回:減衰がある1自由度系の振動, 粘性減衰をもつ振動系
第6回:外力による強制振動, 過渡振動
第7回:変位による強制振動
第8回:中間試験と前半部分のまとめ
第9回:2自由度系の自由振動
第10回:固有振動数と振動モード
第11回:2自由度系の強制振動, ダイナミックダンパー
第12回:ラグランジュの方程式, 多自由度系への拡張
第13回:連続体の振動, 弦の横振動
第14回:棒の縦振動, 棒のねじり振動
第15回:期末試験と後半部分のまとめ

講義資料の事前配布, および, 演習問題の解答を配布するので, 各自十分復習し, 理解すること.

(a)評価方法:
中間試験・期末試験の結果により総合評価する。

(b)評価基準:
以下の到達レベルをもって合格の最低基準とする。
(1)1自由度系の運動方程式の立て方と固有振動数、固有円振動数、周期などの導出や計算。
(2)減衰振動の解法と、その特性を表す減衰比, 減衰率などの導出や計算。
(3)強制的に振動させた場合の応答の求め方と共振条件などの導出や計算。
(4)2自由度系の運動方程式、固有振動数、振動モードなどの導出や計算。

適宜相談に応じるが、E-mailなどで事前にアポイントを取ること。

振動の式を単に覚えるのではなく, その式が示す物理的意味を理解してほしい. そうすれば, 日常生活から機械設計まで, 多くの場面で応用が利くようになります.

必ず第1回目の講義前までに本講義のGoogle Classroomに参加すること.
クラスコード(右の英数字7文字): kqmbw253
ここで,
・講義資料の配布
・講義担当教員からの連絡
が行われる.
頻繁に確認すること.