2021年6月28日「振動工学 入門」

　構造物の動的な設計や振動対策を適切に行うには、振動の「本質」を十分に理解しておく必要があります。単に、「振動の計算ができる」ということが重要ではありません。振動挙動をどのように捉え、そして、そこで起こっている動的現象の「本質」は何かを考えられるようになることが重要です。
　(1) 振動現象を大きく支配する外力 (加振力) 、 (2) 振動系を構成する質量、ばね、減衰が振動応答およぼす影響、 (3) エネルギー流れから捉える共振現象、 (4) 低振動化のための「高減衰設計」「高剛性設計」といった項目を、事例を紹介しながら分かりやすく解説します。

1. はじめに
2. 一自由度振動系の強制振動 (少し復習します)
   1. 時刻歴波形と共振曲線
   2. 力による強制振動・変位による強制振動
   3. 振動の評価量
3. 振動を支配する「外力」を理解する (本講座の重点項目です)
   1. 外力と振動応答の関係
      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
   2. 外力の種類と応答
      1. 正弦波
      2. ひずみ波
      3. 不規則波
   3. 各種機械要素・装置における外力
      1. 軸受け
      2. 歯車
      3. 空調機など
4. 振動低減のために「何を変更・改善」すべきか (振動低減の基本を理解します)
   1. 外力を小さくすることができればよいのだが
   2. ばね支配・減衰器支配・質量支配
5. 「共振」をエネルギー流れの観点から捉える (現象の本質を理解します)
   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. 共振は外力がもっとも効率良く仕事をなした結果起こる現象
   4. 減衰による振動低減の物理的意味
6. 「高減衰設計」を理解する (振動低減の具体化です)
   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
7. 「高剛性設計」を理解する (振動低減の具体化です)
   1. 構造設計の基本となる「力の流れ」とは何か
   2. 「力の流れ」を読む・適用する
   3. リブ構造の例
• 質疑応答

2021年6月29日「衝撃工学の基礎と衝撃緩衝・吸収特性の評価および強度設計への展開」

　「衝撃」は身近に存在する衝突 (自動車など輸送機器) 、落下 (携帯などの電子デバイス) のような実現象問題です。衝撃工学の正しい知識は、現実的かつ安全性を考慮した構造物の耐衝撃設計に大きく役立ちます。
　本セミナーは、衝撃工学を学ぶ初学的な位置付けで、基礎知識を重視した内容です。さらに衝撃変形試験手法のJISや、様々なケーススタディーを通して、実用的な衝撃工学の知識とその応用として衝撃緩衝・吸収特性評価へのアプローチを解説します。

1. はじめに ～衝撃変形とは?～
2. 衝撃工学の基礎知識
   1. 材料力学の教科書における衝撃問題
   2. 応力波伝播の基礎知識
   3. 応力波伝播による弾性変形
   4. 応力波の入射、透過、反射
   5. 応力波の伝播問題に関するケーススタディー
   6. 応力 – ひずみ関係 (材料構成式)
   7. ひずみ速度依存性
   8. 金属材料の衝撃変形
      • 転位運動の熱活性化理論
3. 衝撃変形における材料・構造体の応力-ひずみ関係の計測方法
   1. 衝撃試験計測で落ち入りやすいミス
   2. 一般的な衝撃試験の計測手法 (ひずみゲージによる測定)
   3. 高速度カメラを使用した衝撃現象の観察
   4. 代表的な衝撃試験方法
      1. スプリット・ホプキンソン棒法
      2. ワンバー法
      3. 落錘試験
      4. その他
4. JIS Z 2205:2019紹介「スプリット・ホプキンソン棒法を用いた高変形速度試験方法」
   1. 概略
   2. 理論
   3. 圧縮試験
   4. 引張試験
   5. 曲げ試験
   6. 評価方法と精度保証
5. 衝撃における有限要素解析
   1. 衝撃問題における有限要素解析
   2. 陽解法を使った解析
   3. 材料構成式の重要性
   4. 耐衝撃設計における有限要素解析の利便性
6. 衝撃工学に関するケーススタディー
   1. 鉄鋼材料、アルミニウム合金の衝撃変形特性 (データの紹介)
   2. 衝撃緩衝・吸収エネルギー評価とその応用
      • 発泡高分子材料、発泡アルミニウムなどのセル構造体の衝撃変形
   3. 流体-構造連成解析を利用した発泡高分子材料の圧縮変形挙動評価
   4. 低強度材料のひずみ速度依存性
      • 例: 生体模擬材料への応用
   5. その他