構造ダイナミクス特論｜シラバス情報

授業コード

210654

オムニバス

科目名

構造ダイナミクス特論

科目名（英語）

Advanced Structural Dynamics

配当学年

1年

単位数

2単位

年度学期

2025年度秋学期

曜日時限

金曜5限

対象学科

博前_機械

コース

科目区分

大学院科目

必選の別

選択科目

担当者

増本　憲泰

教室

実務家教員担当授業

授業の目的と進め方

構造ダイナミクスとは、機械構造の動力学である。本講義では、運動する物体の運動方程式を導くための理論、その解析解および数値解を得るための理論を修得し、例題を通して応用力を養うことを目的とする。理論の解説と具体的な例題の実践を交互に繰り返すことによって理解度を深めていく。

達成目標１

質点・剛体の運動学に関する諸原理・諸法則を説明することができる。【20%】

達成目標２

質点・剛体の動力学に関する諸原理・諸法則を説明することができる。【20%】

達成目標３

1自由度線形系の自由振動について、一般解とある初期条件下での数値解を計算することができる。【20%】

達成目標４

2自由度線形系の振動について、一般解・固有振動数・振動モードを計算することができる。【20%】

達成目標５

制振技術について説明することができる。【20%】

達成目標６

達成目標７

アクティブラーニング

ディスカッション

ディベート

グループワーク

プレゼンテーション

実習

フィールドワーク

その他課題解決型学習

授業計画

授業時間外課題（予習および復習を含む）

第１回

数学・物理の予備知識

【予習】ベクトルの内積・外積・三重積、行列の固有値・固有ベクトル、静力学の基本公理、Newtonの運動の法則、力積と運動量、仕事とエネルギについて、復習しておくこと(1時間)。
【復習】講義中に実施した基礎事項確認問題のうち、間違った問題について、次週までに正しい考え方を理解しておくこと(1時間)。

第２回

質点と剛体の運動学

【予習】テキストP.1〜P.5を読んでから講義に臨むこと(1時間)。
【復習】質点と剛体の運動学に関する課題について、次週までに解いて自己採点しておくこと(1時間)。

第３回

並進運動する物体に成り立つ法則

【予習】テキストP.6〜P.14を読んでから講義に臨むこと(1時間)。
【復習】並進運動する物体に成り立つ法則に関する課題について、次週までに解いて自己採点しておくこと(1時間)。

第４回

回転運動する物体に成り立つ法則

【予習】テキストP.14〜P.21を読んでから講義に臨むこと(1時間)。
【復習】回転運動する物体に成り立つ法則に関する課題について、次週までに解いて自己採点しておくこと(1時間)。

第５回

エネルギの原理

【予習】テキストP.21〜P.25を読んでから講義に臨むこと(1時間)。
【復習】エネルギの原理に関する課題について、次週までに解いて自己採点しておくこと(1時間)。

第６回

力積・角力積と運動量・角運動量

【予習】テキストP.26〜P.32を読んでから講義に臨むこと(1時間)。
【復習】力積・角力積と運動量・角運動量に関する課題について、次週までに解いて自己採点しておくこと(1時間)。

第７回

動力学の諸原理

【予習】テキストP.32〜P.36を読んでから講義に臨むこと(1時間)。
【復習】動力学の諸原理に関する課題について、次週までに解いて自己採点しておくこと(1時間)。

第８回

1自由度無減衰系の自由振動

【予習】テキストP.72〜P.79および参考図書(1)P.28〜P.37を読んでから講義に臨むこと(1時間)。
【復習】1自由度無減衰系の自由振動に関する課題について、次週までに解いて自己採点しておくこと(1時間)。

第９回

1自由度粘性減衰系の自由振動

【予習】テキストP.79〜P.86および参考図書(1)P.56〜P.65を読んでから講義に臨むこと(1時間)。
【復習】1自由度粘性減衰系の自由振動に関する課題について、次週までに解いて自己採点しておくこと(1時間)。

第10回

1自由度線系振動系の応答解析：4次のRunge-Kutta法

【予習】参考図書(2)P.55〜P.58を読んでから講義に臨むこと(1時間)。
【復習】4次のRunge-Kutta法に関する課題について、次週までに解いて自己採点しておくこと(1時間)。

第11回

2自由度線形系の自由振動

【予習】テキストP.111〜P.113を読んでから講義に臨むこと(1時間)。
【復習】2自由度線系系の自由振動に関する課題について、次週までに解いて自己採点しておくこと(1時間)。

第12回

2自由度線形系の調和外力による強制振動

【予習】参考図書(1)P.95〜P.100を読んでから講義に臨むこと(1時間)。
【復習】2自由度線形系の調和外力による強制振動に関する課題について、次週までに解いて自己採点しておくこと(1時間)。

第13回

2自由度線形系の固有振動数と振動モード

【予習】テキストP.113〜P.115および参考図書(1)P.86〜P.90を読んでから講義に臨むこと(1時間)。
【復習】2自由度線形系の固有振動数と振動モードに関する課題について、次週までに解いて自己採点しておくこと(1時間)。

第14回

制振技術：動吸振器

【予習】テキストP.116〜P.118および参考図書(1)P.105〜P.113を読んでから講義に臨むこと(1時間)。
【復習】動吸振器の実用例について、WEB検索しておくこと(1時間)。

課題等に対するフィードバック

授業時間外課題については、出題週の次週に自己採点済の答案を検査し、解説を行うことによって理解度を深める。

評価方法と基準

授業時間外課題によって評価する。課題の合計点を100点とし、60点以上を合格とする。

テキスト

鈴木浩平・曽我部潔・下坂陽男『機械力学』実教出版(1984)[ISBN: 9784407022442]

参考図書

(1)安田仁彦『改訂振動工学−基礎編−』コロナ社(2012)[ISBN: 9784339046243]
(2)戸川隼人『有限要素法による振動解析』サイエンス社(1975)[ISBN: 9784781902777]

科目の位置づけ（学習・教育目標との対応）

この科目を履修することにより、学部で修得した機械力学、材料力学、流体力学、熱力学が複合的に現れる機械構造の運動解析を行うための基礎を修得することができる。

履修登録前の準備

学部で履修した数学科目、物理科目、振動工学などを復習しておくこと。