改訂 振動工学 - 基礎編

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改訂 振動工学 - 基礎編

  • 著者名:安田仁彦
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  • コロナ社(2021/05発売)
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  • ISBN:9784339046243

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内容説明

機械や構造物の振動問題を,現象の理解に重点をおいて解説し,つぎに実際の動的設計の際にモデル化と振動解析のために必要となる解析力学,有限要素法の基本的な考え方を解説。改訂に伴い解説をより平易かつ詳しくし例題も充実した。

目次

1. 緒論
1.1 振動工学
1.2 運動の法則
 1.2.1 質点の運動方程式
 1.2.2 剛体の運動方程式
1.3 振動解析のための数学基礎
 1.3.1 マトリックスとベクトル
 1.3.2 関数の級数展開
 1.3.3 三角関数
 1.3.4 オイラーの公式
1.4 周期運動と調和運動
 1.4.1 周期運動
 1.4.2 調和関数
1.5 フーリエ級数とフーリエ積分
 1.5.1 フーリエ級数
 1.5.2 フーリエ積分
演習問題

2. 1自由度無減衰系の振動
2.1 1自由度系
2.2 自由振動
 2.2.1 自由振動
 2.2.2 運動方程式
 2.2.3 数値積分による解
 2.2.4 自由振動の一般解
 2.2.5 初期条件と自由振動
 2.2.6 自由振動のエネルギー
 2.2.7 上下運動するばね質量系の自由振動
2.3 調和外力による強制振動
 2.3.1 強制振動の解析
 2.3.2 強制振動の性質
2.4 調和変位による強制振動
 2.4.1 強制振動
 2.4.2 振動計
2.5 任意外力による強制振動
 2.5.1 周期外力による強制振動
 2.5.2 任意外力による強制振動
2.6 各種の1自由度系
 2.6.1 直線運動する1自由度系
 2.6.2 回転運動する1自由度系
演習問題

3. 1自由度減衰系の振動
3.1 減衰力
3.2 自由振動
 3.2.1 運動方程式とその解
 3.2.2 自由振動の性質
 3.2.3 自由振動のエネルギー
 3.2.4 自由振動を利用した減衰係数の推定
 3.2.5 クーロン摩擦が作用する系の自由振動
3.3 調和外力による強制振動
 3.3.1 粘性減衰が作用する系の強制振動の解析
 3.3.2 強制振動の性質
 3.3.3 強制振動のエネルギー
 3.3.4 ハーフパワー法
 3.3.5 振動の絶縁
 3.3.6 クーロン摩擦が作用する系の強制振動
3.4 任意外力による強制振動
 3.4.1 周期外力による強制振動
 3.4.2 任意外力による強制振動
演習問題

4. 2自由度系の振動
4.1 運動方程式
 4.1.1 2自由度系
 4.1.2 運動方程式
4.2 無減衰系の自由振動
 4.2.1 数値積分による解
 4.2.2 固有角振動数と振幅比の決定
 4.2.3 一般解
 4.2.4 自由振動の性質
 4.2.5 自由振動と初期条件
4.3 減衰系の自由振動
 4.3.1 固有角振動数と振幅比の決定
 4.3.2 一般解と自由振動の性質
4.4 強制振動
 4.4.1 無減衰系の強制振動
 4.4.2 減衰系の強制振動
4.5 各種の2自由度系
 4.6.1 直線運動する系
 4.6.2 回転運動する系
 4.6.3 直線運動と回転運動を伴う系
4.6 動吸振器
 4.6.1 無減衰の動吸振器
 4.6.2 減衰のある動吸振器
演習問題

5. 多自由度系の振動
5.1 運動方程式
 5.1.1 多自由度系
 5.1.2 運動方程式
 5.1.3 質量マトリックスと剛性マトリックスの性質
5.2 自由振動
 5.2.1 自由振動の解析
 5.2.2 モードベクトルの直交性
 5.2.3 自由振動と初期条件
 5.2.4 振動のエネルギー
5.3 強制振動
 5.3.1 強制振動の解析
 5.3.2 理論モード解析法による強制振動
演習問題

6. 連続体の振動
6.1 弦の振動
 6.1.1 運動方程式
 6.1.2 自由振動
 6.1.3 モード関数の直交性
 6.1.4 初期条件と自由振動
 6.1.5 振動のエネルギー
 6.1.6 強制振動
6.2 はりの曲げ振動
 6.2.1 運動方程式
 6.2.2 自由振動の解析
 6.2.3 モード関数の直交性
 6.2.4 振動のエネルギー
6.3 膜の振動
 6.3.1 運動方程式
 6.3.2 長方形膜の自由振動の解析
 6.3.3 モード関数の直交性
 6.3.4 振動のエネルギー
演習問題

7. 解析力学の基礎
7.1 ハミルトンの原理
 7.1.1 ハミルトンの原理
 7.1.2 保存力が作用する場合のハミルトンの原理
 7.1.3 ハミルトンの原理による運動方程式の導出
 7.1.4 自然境界条件と幾何境界条件
7.2 ラグランジュの方程式
 7.2.1 ラグランジュの方程式
 7.2.2 ラグランジュの方程式による運動方程式の導出
演習問題

8. 有限要素法による振動解析
8.1 有限要素法
8.2 弦の振動
 8.2.1 形状関数によるたわみの表示
 8.2.2 要素のエネルギーの計算
 8.2.3 系全体のエネルギーの計算
 8.2.4 運動方程式の導出
8.3 はりの曲げ振動
 8.3.1 形状関数によるたわみの表示
 8.3.2 エネルギーの計算と運動方程式の導出
8.4 膜の振動
 8.4.1 形状関数によるたわみの表示
 8.4.2 エネルギーの計算と運動方程式の導出
演習問題

参考文献
演習問題略解
索引

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応用編主要目次
9. 波動
10. 音波
11. 自励振動とパラメータ振動
12. 回転体の振動
13. 非線形系の振動
14. 振動のアクティブ制御

感想・レビュー

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kaizen@名古屋de朝活読書会

1
何に分類すればよいか考えてみた。 制御するわけではなければ,制御工学ではない。 であるとすれば,表現するのだからModelingだろう。 制御対象をきちんと表現できないと,制御がうまくできるとは限らないから。 多自由度の振動を考えるには,また離散系と連続系を考えるには,一つの工学として取り扱うとよいことが分かる。 このあとに,電磁波工学をやるとうまいかも。2012/07/11

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