機械力学および演習(III類)

後日公開

(a)主題:
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。

(b)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、力学演習

解析学、数学演習第一・第二

教科書:JSMEテキストシリーズ 振動学(日本機械学会)
参考書:斉藤秀雄著『工業基礎振動学』(養賢堂)

(a)授業内容
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, 変位による強制振動
第7回:振動の計測, 任意外力に対する応答
第8回:中間試験, 試験の解説
第9回:2自由度系の自由振動, 固有振動数と振動モード,
第10回:車体の振動
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:多自由度系への拡張, ラグランジュの方程式
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:総合演習および解説

(b)授業の進め方
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90分, 演習45分で行なう事を基本とし, 毎回, 演習結果を講義終了時に提出する事を求める. 演習結果は採点をし, 次回の講義で解説を行なう.

毎回, 講義中に行う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・期末試験および演習・宿題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、固有角振動数、周期の意味を理解し, 様々な振動系に対し運動方程式を立て、固有角振動数を正しく計算できる。
(2)減衰振動の解法と、その特性を表す減衰比などの意味を理解し、その挙動を正しく計算できる。
(3)強制的に振動させた場合の応答の求め方と共振の意味と条件を理解し、その挙動を正しく計算できる。
(4)2自由度以上の振動系の運動方程式を運動方程式を立て、固有角振動数および振動モードを正しく計算できる。

月曜5限. 授業相談は適宜応じるが、電話、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.

なし