機械力学Ⅰ

Dynamics of Machinery I

専門教育科目

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工学部

2年

HETBA2MCA1

2単位

講義 (Lecture)

2024年度後期

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

3◎／4〇／6〇

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1-1◎／1-2◎

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講義目的：
機械力学Ⅰは，力学ⅠとⅡで習った力学の法則を用い，さまざまな機械振動を解析する能力を身に付けることを目標にしている。ニュートンの力学の法則そのものは簡単な式で表現できるが，それを自在に使いこなすことができるように，例題と演習を通して実戦的な解析能力を養うことを主眼に講義する。

到達目標：
フーリエ級数展開法，振動の指数関数表現の方法，および減衰のある線形1自由度振動系の自由振動と強制振動の解析法まで自在に使いこなせることを到達目標とする。

サブタイトル：
機械技術者として必須の振動工学の基礎を身に着けよう！

キーワード：
力学、振動、複素数、運動方程式、フーリエ級数解析、ばね、ダンパ、自由振動、強制振動

科目の位置付け，教育内容・方法
　機械力学とは，機械や構造物の動的な動きを取り扱う学問で，動力学の一つの分野と位置付けられる。動力学は，材料力学のような静力学に比べると，時間や慣性力というファクターが入ってくることから一般には難しいと受け止められている。しかしながら，動力学は驚くほど少ない基本原理の上に成り立っている学問であり，論理的な思考ができるようになれば，少しの知識で広範囲の問題に応用できるようになる。この授業では，動的問題を解析するのに必要な幾つかの数学的手法を学習する。問題を解く方法は一つではない。複数の解法を修得し，問題に応じてそれらを使い分けることができるようになることが望ましい。多くの例題と演習を通して，動力学の基本法則が機械の振動問題を解くのにどのように使われるのかを学ぶ。

授業計画
1．力学の復習　　　　　　　　　 2．力学と機械力学と共通点と相違点
3．単調和運動とうなり　　　　　 4．調和運動の指数関数表現
5．離散フーリエ級数の演習・その１　　6．離散フーリエ級数の演習・その２
7．微分方程式の解き方と複数ばねの等価ばね定数の計算法
8．減衰のない１自由度系の自由振動と等価ばね質量の計算法
9. 中間試験
10．減衰のある１自由度系の自由振動の取り扱い
11．対数減衰率
12．さまざまな１自由度減衰系の自由振動の例題と演習
13．減衰のある１自由度系の強制振動 (過渡応答と定常応答)
14．減衰のある１自由度系の強制振動 (周波数応答と振動伝達率)
15．さまざまな１自由度強制振動系の例題と演習　　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。

【予習】演習問題解答作成（30ｈ）
【復習】ノートおよび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，演習問題レポート 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を履修しておくのが望ましい。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。

レポート(演習問題)、および授業途中に数回の小テストを行い，これらの点数を合計してレポート点とする。合計点が20点を超えたときには20点とする。学生の理解度により，時間配分を変更することがある。この科目は，機械・材料工学科に籍を置き，機械工学コースを選択した学生には必修科目となっていることに注意。