2023年 理工学部 シラバス - 精密機械工学科
設置情報
| 科目名 | 振動工学 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 精密機械工学科 | 学年 | 3年 |
| 担当者 | 青木 義男 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 水曜4 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | G34D |
| クラス | |||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | １自由度系、2自由度系および連続体の振動モデルと振動方程式の基礎ならびに振動計測法と周波数応答特性について理解し、説明することができる。 本授業科目はDP1・3・5及びCP1・3・5に該当しています。 |
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| 授業形態及び 授業方法 |
「ハイブリット型授業」 対面授業を行うとともに、後日、授業内容をオンデマンド配信する。 教科書や参考資料を用いたハイブリット型授業による講義とし、各単元ごとに例題演習の時間を設け、ＬＭＳを用いた数回の課題レポート提出を求める。 |
| 履修条件 | 物理（力学、運動方程式）の基礎知識、工業力学、線形代数(行列)を修得していることが望ましい。 |
授業計画
| 第1回 | 振動とはどのような現象か，機械システムが振動を受けるとどのような影響を受けるかについて解説 【事前学習】どのような振動があるかを調べ、その中で機械振動に相当するものについて、理解できない用語や内容をまとめておくこと。（120分） 【事後学習】身の回りの振動に関する現象や基本的な振動用語を説明できるようにしておくこと。（120分） |
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| 第2回 | 減衰のない 1 自由度系の振動とその例題 【事前学習】減衰の無い1自由度系の振動についての運動方程式を調べ、どのような現象をこの運動方程式で表しているのか確認しておくこと。（120分） 【事後学習】例題を解き運動方程式から解を求める手順を理解しておくこと。（120分） |
| 第3回 | エネルギー法による固有振動数の計算法 【事前学習】エネルギー保存の法則について再確認し、これを利用したエネルギー法による解き方の手順を学んでおくこと。（120分） 【事後学習】バネー質量系や振り子の振動をエネルギー法によって求める手順を理解しておくこと。（120分） |
| 第4回 | 減衰のある 1 自由度系の振動とその例題 【事前学習】テキスト11ページ～15ページを読み、減衰のある1自由度振動系の運動方程式の解き方を学んでおくこと。（120分） 【事後学習】過減衰、不足減衰、臨界減衰の違いや減衰率の求め方を理解しておくこと。（120分） |
| 第5回 | 1 自由度系の強制振動における定常応答と共振特性とその例題 【事前学習】テキスト19ページ～24ページを読み、1自由度系の強制振動の運動方程式と解きかたの手順を学んでおくこと。（120分） 【事後学習】定常応答と共振特性について理解し、共振特性から減衰係数を求められるようにしておくこと。（120分） |
| 第6回 | 1 自由度系の強制振動における仕事とその例題 【事前学習】テキスト25ページ～27ページを読み、強制振動における力の釣り合いと仕事の関係を学んでおくこと。（120分） 【事後学習】1自由度系の強制振動におけるエネルギーを求める手順を理解しておくこと。（120分） |
| 第7回 | 1 自由度系の強制振動における振動伝達と多重周期振動 【事前学習】テキスト27ページ～32ページを読み、強制振動における振動伝達の原理と多重周期振動の分析方法を学んでおくこと。（120分） 【事後学習】強制振動における振動伝達率を求める手順、多重周期振動のフーリエ級数による周波数分析方法を理解しておくこと。（120分） |
| 第8回 | 1 自由度系の強制振動における過渡応答とその例題 【事前学習】テキスト33ページ～35ページを読み、ステップ外力や衝撃力が作用した場合の過渡応答について学んでおくこと。（120分） 【事後学習】ステップ外力や衝撃力が作用した場合の1自由度系の過渡的な時刻暦応答を理解し、応答解の基本解を求められるようにしておくこと。（120分） |
| 第9回 | 2 自由度系の振動における固有振動数と固有振動モード 【事前学習】テキスト39ページ～43ページを読み、2自由度系の運動方程式について学んでおくこと。（120分） 【事後学習】2自由度系の自由振動に関する運動方程式から固有振動数と固有振動モードを求める手順を理解しておくこと。（120分） |
| 第10回 | 2 自由度系の振動における自由振動の解とモード直交性の解説 【事前学習】テキスト43ページ～46ページを読み、2自由度系の自由振動の解の求め方とモード直交性について学んでおくこと。（120分） 【事後学習】2自由度系の自由振動に関する運動方程式から自由振動の解を求める手順を理解しておくこと。（120分） |
| 第11回 | 2 自由度系の振動における強制振動とその例題 【事前学習】テキスト47ページ～49ページを読み、2自由度系の強制振動の運動方程式について学んでおくこと。（120分） 【事後学習】2自由度強制振動の場合の定常応答解を求める手順について理解しておくこと。（120分） |
| 第12回 | 2 自由度系の振動における動吸振器とモード解析 【事前学習】テキスト49ページ～52ページを読み、動吸振器の原理とモード解析の方法について学んでおくこと。（120分） 【事後学習】動吸振器の原理とモード解析などを利用した動吸振器設計法を理解しておくこと。（120分） |
| 第13回 | 連続体の振動における固有振動数と固有振動モード 【事前学習】n自由度系や連続体の運動方程式について学んでおくこと。（120分） 【事後学習】n自由度系や連続体の自由振動に関する運動方程式から固有振動数と固有振動モードを求める手順を理解しておくこと。（120分） |
| 第14回 | 振動工学の基礎的知識に関する授業内考査 【事前学習】これまで学んだ振動工学の基礎知識や練習問題について十分に理解しておくこと。（120分） 【事後学習】解けなかった問題や自らの解答について、教科書や授業資料を参考にして再確認しておくこと（120分） |
| 第15回 | 授業内考査に関する解説と振動工学の基礎知識のまとめ 【事前学習】授業内で説明した例題や演習問題を復習し、学習到達目標を達成できたか確認しておくこと。（120分） 【事後学習】解くことが出来なかった問題について、教科書や授業資料を参考にして解答できるようにしておくこと。（120分） |
その他
| 教科書 |
『JSMEテキストシリーズ 振動学』 日本機械学会 ２００５年
機械システム設計に必要な振動に関する基礎知識が全て解説されています。
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| 参考書 |
『JSMEテキストシリーズ 演習 振動学』 日本機械学会 ２０１4年 第第6版版
参考書の演習問題を多く解くことで理解が深まります。事後学習として授業で学んだ範囲の演習問題を解いてみてください。
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| 成績評価の方法 及び基準 |
授業内での課題レポート（40％）、理解度確認試験（60％）から総合的に判断する |
| 質問への対応 | E-mailならびに研究室への連絡にて対応する |
| 研究室又は 連絡先 |
船橋校舎7号館2階728号室 TEL: 047-469-5244, FAX: 047-467-9504 E-mail: aoki.yoshio@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
水曜 船橋 17:00 ～ 18:30
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| 学生への メッセージ |
物理や工業力学で学んだ振動の基礎をどのように応用できるか、その考え方や手順を身につけてほしい |