振動工学 (F32M)

日本大学理工学部

2024年理工学部シラバス - 機械工学科

設置情報

科目名	振動工学
設置学科	機械工学科	学年	3年
担当者	安藝　雅彦	履修期	後期
単位	2	曜日時限	水曜2
校舎	駿河台	時間割CD	F32M
クラス
履修系統図	履修系統図の確認

概要

学修到達目標	機械力学Ⅲで学んだ内容を元に，より複雑な振動現象のモデル化および解析手法を学ぶ．以下の項目を学修目標とします． (1) 拘束を含む多自由度系の振動の現象を理解し，運動方程式を立てられるようになる． (2) 連続体の振動を理解し，運動方程式を立てられるようになる． (3) 自励振動を理解し，運動方程式を立てられるようになる． (4) 回転体の振動を理解し，運動方程式を立てられるようになる． (5) 非線形振動の現象を説明することができる． (6) 係数励振振動の現象を説明することができる．
授業形態及び授業方法	「対面授業」教科書の記載内容に基づいたパワーポイント資料を用いた講義を行う．授業前日までに講義資料をCST-VOICEに掲載する．詳細はCST-VOICEを参照のこと．
履修条件	機械力学Ⅲを履修していることが望ましい．
ディプロマ・ポリシー（DP）及びカリキュラム・ポリシー（CP）との関連	本授業科目はDP3・5及びCP3・5に該当しています．

授業計画

第1回	【ガイダンス】・講義のねらい，学習目標，講義の概要，受講上の注意事項，成績評価基準などについて説明する．【振動工学Iの復習】・自由振動と強制振動，非減衰振動と減衰振動	【事前学修】振動工学Iで学習したテキスト第2章と第3章の内容を復習し，わからない点を質問できるようにしておく．【事後学修】授業で扱った例題を解きなおしてみる．	【事前学修】2 【事後学修】2
第2回	【拘束を含む多自由度系の振動】・解析力学の手法により運動方程式を立てる意義を理解できるようになる．・ダランベールの原理の考え方が理解できるようになる．・ラグランジュの方程式の方程式の考え方が理解できるようになる．	【事前学修】テキスト第10章の156～162ページを内容を読み，わからない点を質問できるようにしておく．【事後学修】授業で扱った例題を解きなおしてみる．	【事前学修】2 【事後学修】2
第3回	【拘束を含む多自由度系の振動】・機械工学の例題を通じて，ラグランジュの方程式の方程式を扱えるようになる．・まとめ課題①の出題	【事前学修】テキスト第10章の162～165ページを内容を読み，わからない点を質問できるようにしておく．【事後学修】テキスト第10章166ページの演習問題を解いてみる．	【事前学修】2 【事後学修】2
第4回	【振動工学Iの復習】・多自由度振動系のモード解析【連続体の振動（弦の振動（運動方程式））】・弦の振動の性質を理解し，運動方程式を立てられるようになる．・弦の自由振動の性質し，現象を説明できるようになる．	【事前学修】テキストの弦の振動の項目を読み，わからない点を質問できるようにしておく．【事後学修】授業で扱った例題を解きなおしてみる．	【事前学修】2 【事後学修】2
第5回	【連続体の振動（弦の振動（自由振動））】・弦の強制振動の性質を理解し，現象を説明できるようになる．	【事前学修】テキストの弦の振動の項目を読み，わからない点を質問できるようにしておく．【事後学修】授業で扱った例題を解きなおしてみる．	【事前学修】2 【事後学修】2
第6回	【連続体の振動（棒の縦振動，ねじり振動）】・棒の縦振動を理解し，運動方程式を立てられるようになる．・棒のねじり振動を理解し，運動方程式を立てられるようになる．・まとめ課題②の出題	【事前学修】テキストの棒の縦振動・ねじり振動の項目を読み，わからない点を質問できるようにしておく．【事後学修】授業で扱った例題を解きなおしてみる．	【事前学修】2 【事後学修】2
第7回	【連続体の振動（はりの横振動）】・はりの横振動の性質を理解し，運動方程式を立てられるようになる．・自由振動における振動モードの性質を理解し，現象を説明できるようになる．・まとめ課題③の出題	【事前学修】テキストのはりの自由振動の項目を読み，わからない点を質問できるようにしておく．【事後学修】授業で扱った例題を解きなおしてみる．	【事前学修】2 【事後学修】2
第8回	【前半のまとめ】・「拘束を含む多自由度系の振動」「連続体の振動」の復習問題を解くことで理解を深める．・前半までの内容を30分程度の小テスト形式で理解度を確認する．	【事前学修】機械力学Ⅲ(自由振動，強制振動)，拘束を含む多自由度系の振動，連続体の振動の要点を復習しておく．【事後学修】授業で扱った例題を解きなおしてみる．	【事前学修】2 【事後学修】2
第9回	【自励振動（摩擦・流体による自励振動）】・工作機械のびびり振動やカルマン渦による橋の振動など自励振動の性質を理解し，運動方程式を立てられるようになる．	【事前学修】テキストの1自由度の自励振動の項目を読み，わからない点を質問できるようにしておく．【事後学修】授業で扱った例題を解きなおしてみる．	【事前学修】2 【事後学修】2
第10回	【自励振動（安定性解析）】・自励振動の安定性解析の手法としてラウス・フルビッツの安定判別法を使えるようになる．	【事前学修】テキストの安定性解析の項目を読み，わからない点を質問できるようにしておく．【事後学修】授業で扱った例題を解きなおしてみる．	【事前学修】2 【事後学修】2
第11回	【自励振動（多自由度系の自励振動）】・翼のフラッタ振動，鉄道車輪の蛇行動など多自由度系の自励振動を理解し，現象を説明できるようになる．・まとめ課題④の出題	【事前学修】テキストの多自由度の自励振動の項目を読み，わからない点を質問できるようにしておく．【事後学修】授業で扱った例題を解きなおしてみる．	【事前学修】2 【事後学修】2
第12回	【回転体の振動（たわみ振動，傾き振動）】・タービン，モータなどの回転機械の回転軸の振動を，回転面内の重心位置のたわみ変位でとらえられるたわみ振動，および重心座標の傾きでとらえられる傾き振動を理解し，現象を説明できるようになる．・まとめ課題⑤の出題	【事前学修】配布資料の回転体のたわみ振動・傾き振動の項目を読んでおく．【事後学修】授業で扱った例題を解きなおしてみる．	【事前学修】2 【事後学修】2
第13回	【係数励振振動】・係数が時間変化することがどのような場合に発生するのかを理解し，それを説明できるようになる．・係数励振振動の性質を理解し，現象を説明できるようになる．	【事前学修】テキストの非線形振動の項目を読んでおく．【事後学修】授業で扱った例題を解きなおしてみる．	【事前学修】2 【事後学修】2
第14回	【非線形振動】・非線形振動や係数励振振動を扱う上で必要な無次元化の考え方を理解し，無次元化の操作ができるようになる．・非線形性とは何かを理解し，説明できるようになる．・非線形振動に特有な現象を理解し，その現象を説明できるようになる．・まとめ課題⑥の出題	【事前学修】テキストの非線形振動の項目を読んでおく．【事後学修】授業で扱った例題を解きなおしてみる．	【事前学修】2 【事後学修】2
第15回	【平常試験と解説】	【事前学修】授業内で扱った内容を復習し，試験に臨む．【事後学修】試験で解いた問題を復習する．	【事前学修】2 【事後学修】2

その他

教科書	小林信之・杉山博之『MATLABによる振動工学－基礎からマルチボディダイナミクスまで [9784501417406]』東京電機大学出版局 2008年第1版
参考書	石田幸男・井上剛志『機械振動工学 [9784563069728]』機械工学エッセンス培風館 2008年第1版
成績評価の方法及び基準	まとめ課題・授業内で実施する小テスト・授業内演習50％，平常試験50%として評価し，60点以上を合格とします．
質問への対応	常時受付．
研究室又は連絡先	駿河台校舎タワー・スコラ17階 S1712室メールアドレス：aki.masahiko@nihon-u.ac.jp
オフィスアワー	水曜駿河台 13:20 ～ 16:30
学生へのメッセージ	機械技術者には機械に発生する振動への対策が求められることが多くあります．そのため機械振動への理解を深めておくことを勧めます．

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