機械力学Ⅱ

Dynamics of Machinery Ⅱ

専門教育科目

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工学部

3年

HETBK3MCA1

2.00単位

講義 (Lecture)

2024年度前期

黒田 雅治

工学研究科

日本語

目標9

オフィスアワーは事前にメールにて予約すること。場所は書写６４０１室。

m-kuroda@eng.u-hyogo.ac.jp

5◎／4〇／6〇

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1-1◎／1-2◎

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講義目的：
機械力学Ⅱでは，これまでに力学や機械力学Ⅰなどで学んできたことを応用して，より複雑な運動をする機械類を解析するための高度な解析手法を身に付けることを目的とする。最初にラグランジュの式について学び，機械力学Ⅰの復習をしながら，これを用いてさまざまな１自由度から多自由度系の振動解析を行う。

到達目標：
到達目標は，並進運動と回転運動が組み合わされた複雑な系の振動解析ができること，固有値と固有ベクトルの意味が理解できること，ラグランジュの式が自由に使いこなせることである。

サブタイトル：
機械系の技術者として重要な、ラグランジアンによる運動方程式の導出と多自由度系のモード解析を身に着けよう！

キーワード：
ラグランジュの式、多自由度系、並進運動、回転運動、固有値解析、モード解析、回転体の振動

科目の位置付け，教育内容・方法
　この科目は，大学でこれまで学んできた力学や機械力学Ⅰの総決算と言えるものである。内容がより高度になるので，この講義を理解するには上記の科目に習熟していることが必要であるが，理解が不十分な人のために，演習により機械力学Ⅰを復習して行きながら講義を進める。力学系の授業はどれでもそうであるが，講義を聞いて教科書を読むだけでは十分理解したことにはならない。自分で問題を解きながら，基礎的概念を繰り返し用いることにより，理解を完全なものにすることが肝要である。よって，例題と演習問題を中心とした講義を行うこととする。ニュートンの運動の法則やエネルギー保存の法則は基本的な振動問題を解くのには便利であるが，より複雑な問題を解くのには適していない。ここでは，ラグランジュの式を用いて，より系統的に問題を解く方法を新たに勉強する。最後に，回転体における振動についても学習する。

授業計画
1．ラグランジュの式とばね・質点系および単振り子系への応用
2．ラグランジュの式の物理振り子系への応用
3．ラグランジュの式の減衰系および強制振動系への応用
4．２自由度系の自由振動・モード解析
5．３自由度系の自由振動
6．２自由度系の初期値問題
7．自動車における並進と回転の連成振動
8．並進と回転の連成振動の例題と演習
9．中間試験
10．中間試験問題の解説
11．２自由度系の強制振動 (その1)
12．２自由度系の強制振動 (その2)
13．回転体の振動解析 (円板の傾きのない振動)
14．回転体の振動解析 (円板の傾き振動)
15．回転体の振動解析 (例題と演習)
16．期末試験

生成系AIの利用については教員の指示に従うこと。生成系AIによる出力結果をそのまま課題レポートとして提出してはいけない。生成系AIによる出力をそのまま提出したことが判明した場合は単位を認定しない、又は認定を取り消すことがある。

なし。プリント配布。

メリアム「機械の力学・剛体の力学」，浅見敏彦 訳，丸善。
演習 機械振動学，佐藤秀紀・岡部佐規一・岩田佳雄 共著，サイエンス社。

【予習】演習問題解答作成（30ｈ）
【復習】授業資料を用いて授業内容を定着させる（30ｈ）

採用しない

中間試験 30点，期末試験 50点，レポート 20点の重みで合計して評価する。S（90点以上）,Ａ（80点以上）,B（70点以上）,C（60点以上）による成績評価のうえ、単位を付与する。

演習問題は模範解答を配布するとともに、原則次の講義内で解説する。
中間試験は模範解答を配布するとともに、期末試験は授業評価アンケートの教員コメント欄に試験結果に関するコメントもあわせて記載する。

代数学Ⅰ，代数学Ⅱ，解析学Ⅰ，解析学Ⅱ，力学Ⅰ，力学Ⅱ，機械力学Ⅰを履修しておくことが望ましい。毎回レポート (演習問題) の提出を義務付け，次の時間にその解説をするが，各自で必ず復習をしておくこと。

該当しない。

学生の理解度により，時間配分を変更することがある．