機械力学/2年生 冬学期

1.力学体系

機械力学

1.力学と機械設計

  • 力のつりあい
  • モーメントのつりあい
  • トラス構造
  • 外力
  • 摩擦力
  • フリーボディダイアグラム

2.力学の基礎理論

  • 質点系の運動と力学
  • 解析力学の基礎
  • 変分計算
  • ダランベールの原理
  • ラグランジュの運動方程式
  • 正準変換
  • ハミルトンの原理

3.剛体系の運動と力学

  • オイラー角
  • 角運動量
  • 慣性モーメント
  • 衝撃と衝突の力学

4.力学と機械とのつながり

  • コマとジャイロ機構の力学
  • ロケットと人工衛星の力学
  • マルチボディダイナミクス
  • トランスミッションダイナミクス
  • エンジンダイナミクス

振動波動学

1.モード解析

  1. 自由度振動系とその応答
    • 各種励振力に対する応答
    • 基本的な調査項目
  2. 自由度振動系とその応答
    • 固有モード
    • ダイナミックダンパ

2.連続体の振動

  • 基礎式
  • 境界条件
  • 固有値問題
  • 有限要素法

3.回転機械の振動

  • 危険速度
  • ジャイロ効果
  • バランシング

4.管路系の波動

  • 基礎方程式
  • 伝達マトリクス法
  • 節点解析法
  • 往復動圧縮機・配管系の圧力脈動

5.音波

  • 平面波
  • 球面波
  • 振動板からの音の放射
  • 境界要素法

6.液面の波動

  • 基礎式
  • 固有振動数
  • 固有モード
  • 外部からの励振に対する応答

7.アクティブ制振・騒音制御

  • 速度フィードバック則
  • 最適制御則

非線形力学(シラバスpdf)

1.非線形振動論

  • ダッフィング型pdf
  • 速度.2乗型非線形減衰
  • 乾性摩擦
  • 分数調波共振
  • 内部共振
  • ファンデルポール型
  • 同期現象

2.係数励振振動

  • 振り子の振動
  • 弦の振動
  • 制振への利用

3.自励振動

  • 渦励振
  • ギャロッピング
  • サージング
  • 回転体の振れ回り
  • 摩擦振動
  • フラッタ
  • 熱交換器の振動

4.カオス

  • 安定性
  • 位相平面
  • リアプノフの方法
  • ポアンカレマップ
  • 分岐現象
  • フラクタル
  • カオスの実例

5.ソリトン

  • 浅水波
  • KdV方程式
  • 非線形格子
  • ソリトンの解法
  • ソリトンの実例

機械力学・制御演習

目的演習を通して、モード解析や制御系設計への理解を深めると共に論文作成技術のレベルアップ目指す。
内容モード解析、制御系設計の2つのテーマのうち1つを選択し、機械学会論文集形式の論文作成を体験する。
受講受入人数20名
注意受講希望者数多数の場合は、工学系研究科機械系大学院の機械力学・制御関連研究室所属の修士1年生を優先する。
FAQ実験モード解析班の講義演習において行われた質疑応答の内容をここに掲載する。pdf
論文作成例その1 ・その2
教科書:別途指示する。
予備知識:機械力学、振動波動学、自動制御
評価:最終的に提出された論文形式のレポートを中心に評価を行なう。

流体構造連成システム演習課題

流体構造連成システム-モデリングとデザイン

  1. 序論(資料1資料2資料3, *各資料とも6/17までの限定掲載)
    Introduction
  2. スロッシング1(ハウスナーモデル)
    Sloshing 1 (Housner’s model)
  3. スロッシング2(分布定数系)
    Sloshing 2(Modeling based on distributed parameter system)
  4. スロッシング3(非線形系)
    Sloshing 3  (Modeling based on nonlinear system)
  5. 体関連振動概論と柱状物体・管群の振動の分類,渦励振
    Flow induced vibrations, classifications of cylinder and tube bundle vibrations and vortex shedding induced vibrations
  6. ギャロッピング(1自由度)とフラッター(2自由度)
    Galloping (one degree of freedom)& Flutter (two degree of freedom)
  7. 流体構造連成に関係する振動制御(パッシブ・アクティブ)
    Vibration control related to FSI (Passive and active control)
  8. 電力業界での実例(水力,原子力,送電設備など)
    Practical experiences in electric utility industries
  9. 隙間流(基礎式と隙間流近似)
    Leakage flow induced vibration(Basic eqs. and approximation)
  10. 隙間流(続)(安定性解析,連続体の扱い方など)
    Leakage flow induced vibration(Stability analysis etc.)
  11. エンジンのダイナミックモデル
    Engine dynamics and its mathematical modeling
  12. 排気管内波動伝播
    Wave propagation phenomena in a muffler
教科書:配布資料に沿って講義を行なう。
予備知識:機械力学、振動波動学
評価:出席とレポートによる
関連講義:機械力学・制御演習