【授業の目的】
この科目は，学習・教育到達目標(B)機械工学の基礎〔CP2〕に対応しています．
1) 自由振動，強制振動の解析ができること。
2) 1)を通して運動の法則を自在に利用できること。
3) 種々の振動，共振現象を理解し，機械構造物の振動解析とそれに基づく振動制御，振動絶縁，振動利用の基本的な考え方を把握できること。
【授業の到達目標】
この科目は，学習・教育到達目標(B)機械工学の基礎〔DP5〕〔DP6〕に対応しています．
1) 振動現象を理解できること。また，振動制御，振動絶縁，振動利用技術に必要な振動の基礎理論を把握できること。
2) ニュートンの第2法則またはダランベールの原理に基づき，要素に働く力とモーメントのつりあいから振動現象を支配する運動方程式の誘導およびその解析ができること。
3) 自由振動，強制振動，固有振動数，周期，固有振動モード，減衰振動，連成振動，共振現象について具体的な説明ができること。
【授業概要（キーワード）】
自由振動，強制振動，運動の法則，振動解析法，減衰系，連成，共振
【学生主体型授業（アクティブラーニング）について】
A-2．小レポート等により、事前学習（下調べ、調査等含む）が必要な知識の上に思考力を問う形での文章を記述する機会がある。：1～25％
【科目の位置付け】
機械システム工学科の学習・教育到達目標(B)機械工学の基礎〔CP2，DP5，DP6〕を養成するための科目である．
【SDGs（持続可能な開発目標）】
07.エネルギーをみんなにそしてクリーンに
09.産業と技術革新の基盤をつくろう
【授業計画】
・授業の方法
講義と演習を交互に行う１回90分の授業を15週にわたり行います。演習の一部として復習のレポート提出を課します。
・日程
第1週 振動の世界の紹介：
いろいろな振動現象，振動による災害，振動の計測法，振動の積極的利用など．振動とその性質：振動とは何か，調和振動，不規則振動．
（予習）身の回りの振動現象にはどんなものがあるか，テキスト(P1-13)を読んで考えておくこと。
第2週 非減衰自由振動（並進運動系）：調和振動，固有振動数，固有振動周期，合成ばね定数
（予習）テキスト(P17-19)を読んで，慣性モーメント，ばね定数，復元力とは何か確認しておくこと。運動方程式の求め方，２階線形常微分方程式の解法を確認しておくこと。
第3週 非減衰自由振動（回転運動系）：振り子の自由振動，単振子，振子の等時性
（予習）テキスト(P21-26)を読んで，運動方程式の求め方，慣性モーメント，ばね定数，復元力，振子とは何か確認しておくこと。
第4,5週 減衰自由振動：過減衰，臨界減衰，減衰振動
（予習）テキスト(P31-36)を読んで，粘性減衰，ダッシュポット，２階線形常微分方程式の解法，双曲線関数，オイラーの公式を確認しておくこと。
第6週 減衰自由振動：対数減衰率
（予習）テキスト(P31-36)を読んで，対数と指数の関係を確認しておくこと。
第7週 中間試験
第8週 非減衰強制振動：周期加振力，周期加振変位，共振，周波数応答曲線
（予習）テキスト(P41-43) を読んでおくこと。
第9,10週 減衰強制振動：共振，周波数応答曲線，Q値，変位伝達率
（予習）テキスト(P44-50)を読んでおくこと。
第11, 12週 ２自由度非減衰系の振動：並進運動系
（予習）テキスト(P63-67)を読んで，運動方程式の求め方，２階連立線形常微分方程式の解法を確認しておくこと。
第13,14週 ２自由度非減衰系の振動：回転運動系
（予習）テキスト(P68-70)を読んでおくこと。
第15週 総括
【学習の方法・準備学修に必要な学修時間の目安】
・受講のあり方
毎回の講義を良く聞いて理解すること。それを授業中に行われる演習問題でチェックし，分からないことは質問すること。
・授業時間外学習（予習・復習）のアドバイス
あらかじめ授業計画で指定されたテキストの箇所，事項などに目を通して授業にのぞむこと。復習として，毎回出題される課題をきちんと自分で解いてみること。さらに参考書で類似の問題を解いてみること。
【成績の評価】
・基準
1) 振動現象を理解，説明できる。また，振動制御，振動絶縁，振動利用技術に必要な振動の基礎理論を説明できる。
2) ニュートンの第2法則またはダランベールの原理に基づき，要素に働く力とモーメントのつりあいから振動現象を支配する運動方程式の誘導およびその解法ができる。
3) 自由振動，強制振動，固有振動数，周期，固有振動モード，減衰振動，連成振動，共振現象について具体的な説明ができる。
・方法
ミニテストおよび期末試験を合わせて６０点，レポートを４０点とし，成績を決定する。合格ラインは６０点とする。
【テキスト・参考書】
テキスト：千葉 正克，小沢田 正：構造振動学，共立出版，(2016)，3,200円
参考書：
１．斎藤 秀雄：工業基礎振動学，養賢堂，(1977)，3,600円
【その他】
・学生へのメッセージ
振動工学は，機械工学の分野では基礎的かつ必要不可欠な科目です。ほとんどの人が，エンジニアとしてなんらかの形でおつき合いすることになる分野です。身近な振動現象の理解や機械構造物の耐震設計，振動の積極的利用に役立つことを感じて下さい。講義中使用した基礎的な数学，特に微分方程式の解法などで不明な点をそのままにせず，必ず復習し習得しておくこと。ノートはまめに取ること。講義中の私語は厳禁。
・オフィス・アワー
質問等がある場合は、事前にメールでアポを取って下さい．金曜日16:00-17:00、7-219号室にて．
|