Web Syllabus(講義概要)

2019年度

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機械力学2(Mechanical Dynamics2) 黒沢 良夫
3年 前期 専門科目選択 2単位
【機械・前期】 19-1-0219-3314

1.
授業の概要(ねらい)・ディプロマポリシーとの関連

本科目は機械と関わりの深い振動現象を扱います。機械や構造物が繰り返し負荷を受けて破壊したり、自動車の乗り心地などの問題に対して、設計改良するための重要な基礎工学です。機械力学1で習得した1自由度の振動に関する基礎知識に基づいて、2自由度系、多自由度系、連続体の振動を取り扱います。振動の現象としては、自由振動、固有振動数、強制振動、共振について学習します。
この授業では、学位授与の方針(ディプロマポリシー)DP2,3,4に関する知識・技術・能力を修得します。
本科目は、実務経験のある教員による授業です。担当教員は企業において自動車の研究・開発業務に携わっており、授業では、企業における実例や実体験、現場での課題などを題材とした議論等を行います。

2.
授業の到達目標

学生は、質点・ばね・減衰からなる2自由度のモデルから始めて多自由度と連続体の振動系について、自由振動、固有振動数、強制振動、共振などを学習して、基礎的な原理と法則を十分理解し、計算できるようになることを目標とします。

3.
成績評価の方法および基準・フィードバック方法

期末試験(75%) 小テスト(20%) プリントや講義中に出された課題(5%)
※基本的に講義に2/3以上出席しないと成績評価の対象になりません。
小テストは採点後返却し、講義中に解説を行います。プリントは解答例をLMSにアップします。

4.
教科書・参考書

教科書:岩田佳雄、佐伯暢人、小松崎俊彦 共著
    新・数理/工学ライブラリ[機械工学=5]「機械振動学」 数理工学社 ISBN978-4-901683-80-7
参考書:中川憲治、室津義定、岩壷卓三 共著
    「工業振動学 第2版」 森北出版 ISBN978-4-627-91071-3

5.
準備学修の内容・必要な時間

機械力学1や線形代数(固有値・固有ベクトル、逆行列など)の内容を十分復習してから講義に参加してください。毎回講義で学習したテーマについて、忘れないうちに教科書の例題・問題などを解き、理解したことが定着するようにして次の講義を受ける準備としてください。当該期間に”7.各回の授業内容”に記載されている『予習』『復習』と小テスト・期末試験の勉強を合わせて45時間以上行ってください。

6.
その他履修上の注意事項

“7.各回の授業内容”はあくまで予定であり、理解度によって進捗が前後することがあります。講義を欠席した際は必ず進捗を確認し、予習・復習を行ってください。

7.
授業内容

【第1回】
2自由度系の振動(不減衰ばね質量系の自由振動、固有振動数)
『予習』教科書P24~99を通読し、1自由度系の振動について復習しておくこと。
『復習』教科書P102~104を通読し、復習しておくこと。
【第2回】
2自由度系の振動(固有モード、不減衰ねじり振動系の自由振動)
『予習』線形代数の固有値・固有ベクトルについて復習しておくこと。教科書P104~108を通読し、理解しておくこと。
『復習』講義ノートを復習し、例題1について自分でもう1度解いておくこと。
【第3回】
2自由度系の振動(不減衰車体振動系の上下振動と回転振動の連成)
『予習』教科書P109~112を通読し、理解しておくこと。
『復習』講義ノートを復習し、確認しておくこと。
【第4回】
2自由度系の振動(不減衰系と減衰系の強制振動、動吸振器)
『予習』教科書P112~117を通読し、理解しておくこと。
『復習』講義ノートを復習し、確認しておくこと。
【第5回】
ラグランジュの方程式
『予習』偏微分について復習しておくこと。教科書P120~122を通読し、理解しておくこと。
『復習』講義ノートを復習し、例題2について自分でもう1度解いておくこと。
【第6回】
マトリクス振動解析(自由振動、固有モードの直交性)
『予習』線形代数の同次連立1次方程式について復習しておくこと。教科書P128~133を通読し、理解しておくこと。
『復習』講義ノートを復習し、例題1について自分でもう1度解いておくこと。
【第7回】
マトリクス振動解析(モード座標)
『予習』教科書P134~137を通読し、理解しておくこと。
『復習』講義ノートを復習し、例題2について自分でもう1度解いておくこと。
【第8回】
マトリクス振動解析(強制振動、モード座標を利用した強制振動)
『予習』教科書P137~143を通読し、理解しておくこと。
『復習』講義ノートを復習し、例題3について自分でもう1度解いておくこと。
【第9回】
小テスト、連続体の振動(弦の振動:運動方程式)
『予習』教科書P102~143が小テストの出題範囲です。講義で扱った公式・例題等を復習し、もう1度自分で例題を解いておくこと。
『復習』講義ノートを復習し、確認しておくこと。
【第10回】
小テストの解説と前半のまとめ
『復習』小テストの解説を確認し、間違った問題は必ず自分でもう1度解いておくこと。プリントを次回までに解いて提出すること。
【第11回】
連続体の振動(弦の振動:波動解と振動解)
『予習』教科書P146~151を通読し、理解しておくこと。
『復習』講義ノートを復習し、例題1について自分でもう1度解いておくこと。
【第12回】
連続体の振動(棒の縦振動:自由振動)
『予習』教科書P152~155を通読し、理解しておくこと。
『復習』講義ノートを復習し、例題2について自分でもう1度解いておくこと。
【第13回】
連続体の振動(棒の縦振動:強制振動)
『予習』教科書P155~158を通読し、理解しておくこと。
『復習』講義ノートを復習し、例題3について自分でもう1度解いておくこと。
【第14回】
連続体の振動(はりの横振動)
『予習』教科書P159~168を通読し、理解しておくこと。
『復習』講義ノートを復習し、例題4について自分でもう1度解いておくこと。
【第15回】
連続体の振動(膜および板の振動)
『予習』教科書P169~173を通読し、理解しておくこと。
『復習』講義ノートを復習し、理解しておくこと。