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科目の基本情報
| 開講年度 | 2021 年度 | |
|---|---|---|
| 開講区分 | 工学部機械工学科／総合工学科機械工学コース ・専門教育 | |
| 受講対象学生 |
学部(学士課程) : 3年次 工学部機械工学科 |
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| 選択・必修 | 選択 学科選択 |
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| 授業科目名 | 振動工学 | |
| しんどうこうがく | ||
| Mechanical Vibrations | ||
| 単位数 | 2 単位 | |
| ナンバリングコード | EN-SYST-3
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| 開放科目 | 非開放科目 | |
| 開講学期 |
後期 |
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| 開講時間 |
火曜日 3, 4時限 |
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| 授業形態 |
ハイブリッド授業 * 状況により変更される可能性があるので定期的に確認して下さい
「オンライン授業」・・・オンライン会議ツール等を利用して実施する同時双方向型の授業 |
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| 開講場所 | ||
| 担当教員 | 水谷 一樹(機械工学科非常勤講師) | |
| MIZUTANI, Kazuki | ||
| SDGsの目標 |
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| 連絡事項 | * 状況により変更される可能性があるので定期的に確認して下さい |
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学修の目的と方法
| 授業の概要 | 「機械力学及び演習」で学習した機械振動の基本知識を実際の機械装置の振動現象の解明に役立てるために、動吸振器、回転体、連続体、非線形振動系のモデル化及び振動解析の手法を学ぶ。この授業により、機械装置や構造物の動的設計で必要になる種々の動力学系の振動について体系的に学習できる。授業では数式が多く出てくるが、実際の現象との関係をできるだけ多く例示することにより理解し易いように配慮する。この授業の時間割には演習の時間を設けてないが、各自が積極的に宿題レポートの問題および教科書の例題と章末問題を解くことにより、講義の内容についての理解を深め、応用力を養ってほしい。 |
|---|---|
| 学修の目的 | 機械装置や構造物で発生する種々の振動現象について体系的に学び、機械機器の動的設計で必要になる種々の振動問題について、力学的、数学的な解析ができる能力を身につけることができる。 |
| 学修の到達目標 | 本講義で到達できるレベルは、例えばFE試験のDYNAMICS分野のForce, Mass & Acceleration、Vibrations、選択問題のDynamic Systemsの問題が解けるレベルである。 |
| ディプロマ・ポリシー |
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| 成績評価方法と基準 | 出席は必要条件であり、８割以上出席した者が成績評価の対象になる。 評価は、基本的には期末試験の成績で行い、演習や宿題レポートを実施した場合にはその評価を期末試験の成績に加味したものを総合成績点数（100点満点）とする。総合成績点数／10を最終成績とし、最終成績６以上を合格とする。授業を遠隔授業のみで実施した場合には、成績評価方法を変更する可能性がある。 |
| 授業の方法 | 講義 |
| 授業の特徴 | |
| 授業改善の工夫 | 予習、復習の参考のために、シラバスに毎回の授業の内容だけではなくその日の授業で必要な基礎知識を示している。 |
| 教科書 | 昨年度後期の「機械力学及び演習」の教科書をそのまま使う。 JSMEテキストシリーズ 振動学 （日本機械学会編 丸善） DRILL for Mechanical Engineering Volume 1（三重大学工学部機械工学科編、三重大学出版会） |
| 参考書 | 振動工学（藤田勝久、森北出版）、わかりやすい機械力学（小寺忠・新谷真功、森北出版）など、書名に「機械力学」、｢振動工学｣が含まれている本（三重大学附属図書館に多数あり） |
| オフィスアワー | 担当教員は非常勤なので、主に授業時間終了後に教室で対応する。授業時以外での質問は電子メールで対応する。授業を遠隔授業のみで実施する場合には、質問およびその回答は電子メールで対応する。 |
| 受講要件 | 3年次前期までに開講されている｢物理学入門演習｣、｢数学科目｣、｢力学Ⅰ｣、「力学Ⅱ及び演習｣、｢材料力学及び演習｣及び｢機械力学及び演習｣が履修済みであること(単位は未取得でもよい)。特に、「機械力学及び演習」はシラバス記載の出席条件を満たして履修済みであることが必要条件になる。 |
| 予め履修が望ましい科目 | この授業の基礎については各回の「必要な基礎知識」に示してある。主な基礎知識は、｢力学Ⅰ｣のニュートンの第２法則、高校で習った三角関数、「数学基礎」のベクトルと行列、「工業数学Ⅲ」の常微分方程式、「工業数学Ⅱ及び演習」の複素数、「材料力学及び演習」のはりの曲げと棒のねじりなどである。 |
| 発展科目 | この授業自体が応用科目なので、この授業の発展・応用科目を挙げるのはむつかしいが、卒業後に機械装置や構造物の動的設計を行う時に、この授業の内容がその基礎知識となる。 各種の機械・機器の開発や設計において、振動・騒音の低減は非常に重要な課題になるので、機械・機器の開発や設計部門を目指している学生にとっては選択すべき科目の一つである。 |
| その他 |
授業計画
| MoodleのコースURL |
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| キーワード | 運動の法則、自由振動、強制振動、振動解析法 動吸振器、1自由度振動系、2自由度振動系、多自由度振動系、回転体の振動、連続体の振動 |
|---|---|
| Key Word(s) | Newton's law of motion, free vibration, forced vibration, vibration analysis, vibration of 1, 2 and multiple DOF systems, dynamic damper, vibration of rotor, vibration of continuous system |
| 学修内容 | 第１回 機械力学の復習１（1自由度系の自由振動、強制振動、振動伝達と防振） 第２回 機械力学の復習２（２自由度系の振動） 第３回、第４回 ２自由度系の強制振動の解析と動吸振器の考え方 第５回、第６回 減衰のある動吸振器の設計、動吸振器の実例紹介 第７回 回転体の振動(回転軸のふれ回り、自由振動と固有振動数) 第８回 回転体の振動(回転軸のねじり振動、回転軸系の振動のまとめ) 第９回、第10回 連続体の振動(弦の横振動の運動方程式(波動方程式）の導出及びその解法） 第11回、第12回 連続体の振動(棒の縦振動およびねじり振動) 第13回、第14回 連続体の振動(はりのたわみ振動、振動モード) 第15回 振動の低減と振動制御の考え方 第16回 定期試験 遠隔授業が中心になる場合は、授業の進行が変わることがある。 |
| 事前・事後学修の内容 | 各回の注意事項及び必要な基礎知識を以下に示す。予習・復習の参考にすること。 第１回 「機械力学及び演習」で学習した1自由度振動系について演習を行う。必ず教科書を持参すること。 第２回 2自由度振動系についての演習を行う。 第３回から第６回 連立常微分方程式の解法、動吸振器 第７回 回転体の動力学、連立微分方程式の解法 第８回 ねじり振動の運動方程式の導出 第９回から第11回 偏微分方程式、弾性体力学の基礎、変数分離法、フーリエ級数、フーリエ係数 第12回から第14回 材料力学で学習したはりの知識、偏微分方程式、変数分離法 第15回 動吸振器、自動制御の基礎知識 |
| 事前学修の時間:60分/回 事後学修の時間:180分/回 |