「材料力学」、「振動工学」の基本と適正な機械構造設計

構造物を設計・製作するに当たっては、「壊れない」ものを作るということがまず基本となります。そのために必要な学問が材料力学です。さらに、構造物に繰返し荷重が作用する場合には、振動工学の知識が必要になります。このセミナーでは、構造物における静的な問題から動的な問題までを一気に解説し、力学的に適正な構造物が設計できるようになることを目的とします。

1. 「材料力学」で必要となる「力学」のポイント
   1. 止まっているものの学問 = 力のつり合いの学問
   2. 「力」が描けること
   3. 「剛性」と「力の担い方」
   4. 「単位」が重要
2. 棒の引張・圧縮・剪断
   1. 外力と内力
   2. 応力とひずみ
   3. フックの法則と縦弾性係数
   4. 内力、応力、主応力線 (力の流れ)
3. はりの曲げ
   1. 曲げモーメントと曲げ応力
   2. フックの法則と曲げ剛性
   3. 断面二次モーメント、断面係数
   4. はりに作用する荷重と曲げモーメント
4. 軸のねじり
   1. ねじりモーメントと剪断応力
   2. フックの法則とねじり剛性
   3. 断面二次極モーメント、ねじり断面係数
5. 材料の変形
   1. 曲げたわみの基礎方程式
   2. 各種支持方法とたわみ
   3. 引張と曲げの変形の比較
   4. 曲げ変形が大きくなる理由
6. 構造物の強度・剛性 (「力の流れ」から考える構造)
   1. 力の流れを表す主応力線
   2. 力の流れの性質
   3. 力の流れと特性改善
7. 一自由度振動系
   1. 自由振動と固有振動数
   2. 粘性減衰系の挙動
   3. 強制振動と共振曲線
   4. 振動の評価量
8. 外力と振動応答
   1. 応答から外力を「推定」する
   2. 周波数分析の観点から考える
   3. 外力の種類と応答
   4. 各種機械要素・装置における外力
9. ばね・減衰・質量と応答
10. 「共振」の本質
    1. エネルギー的な観点から見直してみる
    2. 外力がなす仕事とダンパによって消散されるエネルギー
    3. 減衰による振動低減の物理的意味
11. 高減衰設計と高剛性設計
    1. 振動エネルギーをダンパに「流す」
    2. 固有振動モードから有効な制振方法を考える
    3. 板の曲げ振動を抑える制振材貼り付けの考え方
    4. リブ構造化による高剛性化の例
• 質疑応答