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授業科目名
担当教員
振動工学
野田 善之
時間割番号
単位数
コース
履修年次
期別
曜日
時限
TME214 2 ME,D 2 後期 II
[概要]
機械システムにおいてあらわれる振動現象のモデル化と解析手法の習得を目指す。機械系エンジニアとして,振動現象の解析能力や,解析結果に基づいて動的設計を行う能力は必須である。
そこで,実際の振動現象を例として,モデル化,解析,動的設計に関する講義と演習を行い,これらの基礎力を習得することを目指す。
[具体的な達成目標]
1.振動現象を,質点・ばね・ダンパを用いた近似モデルでモデル化する能力
2.近似モデルを用いて固有振動数や固有振動モードを求め,振動現象の本質をとらえる能力
3.振動現象を自由振動や強制振動,あるいは過渡振動や定常振動の観点から切り分けて考える能力
4.多自由度系の振動を1自由度系の振動に分解して解析する能力
5.振動現象の解析に基づいて,振動対策のための具体的な対策を講じる能力
[必要知識・準備]
本科目を履修する上で、以下の知識が必要となる。
1.質点・剛体の力学(特に,ニュートン・オイラーの運動方程式、ラグランジュの運動方程式)
2.理工系の数学(特に,微分方程式、フーリエ変換,ラプラス変換、ベクトル・行列 etc)
☆カリキュラムの中の位置づけ
 本科目の前に開講されている「線形代数学I・II」,「微分積分学I・II」,「基礎物理学I・II」,「微分方程式」,「応用数学」,「応用物理学」,「機械力学」を履修しておくこと。
また,本科目に続いて開講される「制御工学」を履修する前提として,本科目の単位を取得することが望ましい。
[評価方法・評価基準]
No評価項目割合評価の観点
1試験:期末期 40  %基本的な事項の理解度と,その応用力を評価する。 
2試験:中間期 40  %基本的な事項の理解度と,その応用力を評価する。 
3小テスト/レポート 20  %講義における基本的な内容の理解度を評価する。 
[教科書]
  1. 吉川・松井・石井, 機械の力学, コロナ社, ISBN:9784339042733
[参考書]
  1. 日本機械学会編, JSMEテキストシリーズ 振動学, 丸善, ISBN:9784888981286
[講義項目]
 1回 授業の概要(授業概要,達成目標,実社会における振動現象の事例紹介)
 2回 振動に関する基礎事項(振動の表し方,力学モデル,自由度,調和振動)
 3回 振動系の基本要素(慣性要素,復元要素,減衰要素)
 4回 1自由度非減衰系の自由振動(自由振動,固有振動,直線振動系,回転振動系)
 5回 1自由度粘性減衰系の自由振動(ダンパ,臨界減衰,減衰比,減衰固有振動数)
 6回 1自由度粘性減衰系の強制振動(強制振動,加振力,過渡振動,定常振動,振幅比と位相)
 7回 1自由度粘性減衰系の強制振動(周波数応答,共振現象,共振周波数,共振倍率)
 8回 評価・総括(1回目)
 9回 ラプラス変換と伝達関数(微分方程式,ラプラス変換,伝達関数)
10回 周波数伝達関数(周波数伝達関数,ボード線図)
11回 多自由度振動系の振動(固有振動数,固有振動モード,固有値解析)
12回 多自由度振動系の振動(モード座標,非連成化,モード質量,モード剛性)
13回 多自由度振動系の振動(自由振動,非連成化の具体的イメージと利用法)
14回 多自由度振動系の振動(強制振動,伝達関数,周波数伝達関数)
15回 評価・総括(2回目)
なお,各回の授業内容は,進捗に応じて変更する場合がある。
[教育方法]
・本講義では反転授業を取り入れる。ビデオによる事前学習を行い、講義では事前学習における課題説明と発展課題に取り組む。
・講義では,ビデオ、アニメーションを可能な限り用いて、振動現象と数式の対比をイメージできるように教育する。
[JABEEプログラムの学習・教育目標との対応]
(未登録)
[その他]
・講義に関する連絡はYins-CNSを通じて行う。
・オフィスアワーは授業終了後