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 授業科目
 Course Title
機械力学特論
Advanced Applied Dynamics
 担当者
 Instructor
教授   山崎 徹  前学期 月曜日2時限
 単 位
 Credit
2

到達目標 Target to be Reached
 本講義の到達目標は、受講生が、①学部の授業で学んだ内容をより深く理解すると共に、②それを基本として実際に社会で利用される振動解析技術、③実際の機械にまつわる振動問題への試みを知り、実際の振動問題に対処する能力を身につけられることである。
 
授業内容 Course Content
 学部の機械力学ⅠとⅡでは、1自由度系と多自由度系の自由振動と強制振動、連続体(無限自由度系)の自由振動を対象に、振動の捉え方を学習し、振動問題解決には、固有振動数、固有モード、共振現象の理解が重要であることを学んだ。本講義では、これまでの学習内容を基本として、実際の機械に利用できるように、実際の機械でしばしば発生する自励振動、複雑な系にも適用できる解析手法(ラグランジュ方程式、モード解析、FEM)などについて新たに講義する。
 
授業計画 Course Planning
 各回の講義内容は一応次のように予定しているが、時間の関係で若干前後する場合もある。講義では後掲使用書と共に配布資料に基づいて行う(【 】内は,後掲使用書の該当章節を示す)。
 講義では、各回の該当項目について使用書などを読んだ上で出席していることを前提に講義するので、予習として、①各回の該当頁をあらかじめ読んでくること,②分からないところに下線を付してくること、の2点が不可欠である。
 また、復習としては、予め下線を付したところについての確認を行い、関連書籍の該当部分を読むことを勧める。

1 ガイダンス/運動方程式の作成(その1)
  まず、シラバスの記載事項について確認する。そのうえで、学部で学習した1自由度および多自由度の並進振動系について、自由体図を描いて、運動方程式を作成することを確認する。

2 運動方程式の作成(その2)
  1自由度および多自由度の回転振動系について、自由体図を描い、運動方程式を作成する。 

3 運動方程式の作成(その3)【9.1節,9.2節】
  ラグランジュ方程式により、運動方程式を作成することを学ぶ。

4 自由振動と固有振動数・固有モード【2.1節,2.2節,4.1節】
  自由振動を表す運動方程式から固有振動数、固有モードを求めることを学ぶ。

5 強制振動と周波数応答関数【3.1節,3.2節,4.2節,4.3節】
  強制振動を表す運動方程式から周波数応答関数を算出することを学ぶ。

6 自励振動【配布資料】
  自励振動とは何か、どのような場合に発生するか、発生させないためにはどうすればよいか、などを学ぶ。

7 中間試験/質疑応答
  ここまでの内容について小テスト(60分)を実施し、終了後にテスト内容についての解説を行う。併せて、質問を受け付ける。

8 連続体の振動(その1) 【8.1節】
  弦の横振動、棒の縦およびねじり振動の運動方程式を作成し、固有振動数,固有モードを算出することを学ぶ。

9 連続体の振動(その2) 【8.2節】
  はりの曲げ振動の運動方程式を作成し、固有振動数、固有モードを算出することを学ぶ。

10 モード解析(その1)【配布資料】
  集中定数系を例に、モード解析の考え方、基礎を学び、第5回の強制振動の求め方との違いについて考える。

11 モード解析(その2) 【10.1節】
  分布定数系のモード解析を学び、第8,9回の強制振動の求め方との違いについて考える。

12 有限要素法(FEM)(その1)【配布資料】
  有限要素法とは何か、有限要素法の解析の流れ,について学ぶ。

13 有限要素法(FEM)(その2)【配布資料】
  有限要素法による振動解析法として、固有値解析,周波数応答解析について学ぶ。

14 有限要素法(FEM)(その3) 【配布資料】
  棒の縦振動を例に、有限要素法を用いて固有振動数を算出し、理論解との比較を行う。

15 全体のまとめ・質疑応答
  本講義の総括および質疑応答を行う。
 
授業運営 Course Management
 全て講義形式による。授業運営の詳細については、初回授業時間中に改めて説明するが、授業時に資料を配布する場合は,事前に「dotCampus」に掲載するので予習・復習時に活用してほしい。
 なお、授業中の電子機器の使用は一切禁ずる(ただし、障がいを持つ者等で担当者が特に許可した場合を除く)。携帯電話の電源はきること(マナーモード不可)。
 
評価方法 Evaluation Method
 第7回に行う予定の小テストを30%,期末試験を70%として評価する。小テストおよび期末試験では資料は持ち込み不可。なお、講義を4回以上欠席した者は評価の対象としない。
 
オフィスアワー Office Hour (s)
 居室23-510(内線3758)、研究室23-502(内線3751)、toru@kanagawa-u.ac.jpへ。
なお、講義終了後もその場でも受け付ける。
 
使用書 Textbook (s)
長屋幸助『機械力学入門』[コロナ社]


 
 
 
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