機械力学Ⅱ(IMAC) / Mechanical Vibrations II

単位数: 2. 担当教員: 戸田 雅也. 開講年度: 2024. 科目ナンバリング: TMA-MEE367E.

主要授業科目/Essential Subjects

○

授業の目的・概要及び達成方法等

Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)

１．目的
　機械の動力学について習得する。
２．概要
　弦、棒、はりなどの連続弾性体、回転機械および往復機関についてそれらの動力学や釣り合いの方法、設計法などを示す。
３．目標達成等
　上記の講義内容を十分に理解し、得られた知見を機械・構造物の設計に応用できる能力を習得することを目標とする。

授業の目的・概要及び達成方法等(Ｅ）

The class code for Google Classroom can be found on the Web site of the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)

1. Class subject
To acquire dynamics of machinery.
2. Object and summary of class
To learn balancing and designing methods on dynamics of continuous system, rotors and reciprocating engine.
3. Goal of study
Students should understand the above topics in lecture, and apply the obtained knowledge to designing of machines and structures.

他の授業科目との関連及び履修上の注意

機械力学Iを履修していることが望ましい。

他の授業科目との関連及び履修上の注意(Ｅ）

Students studying in this course are preferred to learn Mechanical vibration I and Material mechanics I.

授業計画

連続弾性体の振動
１. 連続弾性体の振動１　弦の振動
２. 連続弾性体の振動２　棒の縦振動
３. 連続弾性体の振動３　棒のねじり振動
４. 連続弾性体の振動４　はりの振動１
５. 連続弾性体の振動５　はりの振動２
６. 連続弾性体の振動６　連続体の強制振動
７. 連続弾性体の振動７　連続体の固有角振動数
回転機械の振動
8. 回転機械の振動１　1個の円板を有するローターのふれまわり
9. 回転機械の振動２　ローターのつりあわせ
10. 回転機械の振動３　ローターの危険速度
往復機械の動力学
１１. 往復機械の動力学１　ピストンの運動
１２. 往復機械の動力学２　コンロッドの等価力学系への変換
１３. 往復機械の動力学３　ガス圧、およびクランク回転モーメント
１４. 往復機械の動力学４　単シリンダ機関、多シリンダ機関のつりあわせ
１５. まとめおよび試験

授業計画(Ｅ）

Vibration of continuous systems
1 Basics of mechanical vibrations
2 Transverse vibration of a string/cable
3 Longitudinal vibration of a bar/rod
4 Torsional vibration of a shaft/rod
5 Lateral vibration of beams 1
6 Lateral vibration of beams 2
7 Rayleigh’s quotient
Rotor Dynamics
8 Vibration of a rotating shaft
9 Whirling and balancing of a rotor
10 Critical speeds for multi-rotors (Rayleigh’s and Dunkerley’s methods)
Dynamics of reciprocating machine
11 Motion of piston
12 Equivalent systems of connection rod
13 Gas pressure and turning moment on crankshaft
14 Balancing of reciprocating engines
15 Summary and examination

授業時間外学習

教科書、参考書などをを読み、関連する演習問題を解くなど，１回あたり少なくとも１-２時間の予習・復習を行うこと．

授業時間外学習（Ｅ）

To review each class at least for one to two hours reading the part in textbook and doing the related exercise.

成績評価方法及び基準

試験結果とレポ－ト，および出席により判定する．

成績評価方法及び基準(Ｅ）

Evaluation will be based on attendance, homework and a final examination.

教科書および参考書

• Mechanical Vibrations SI (5th Edition), S. S. Rao, Pearson Education (201) ISBN/ISSN: 9789810687120