〈学習内容を一部紹介〉

・振動の全体像を把握し、基本的な概念を理解する
・振動が人体や機械に及ぼす様々な影響を学び、それに対する対策や考慮点を理解する
・ブレーキの鳴きやチョークのスリップスティック現象など、自励振動の具体的な例を紹介
・「1/f ゆらぎ」の特性と、それが心地よさや安心感にどのように関与しているかを知る
・振動の特性を数値的に解析・可視化するための「パワースペクトル」について
・自由振動、強制振動、複雑な振動など、振動の多様な種類とその特性について
・本講座の学習の流れ、および基礎編から応用編までの内容とその進行を把握する

〈学習内容を一部紹介〉

・「静力学」と「動力学」の違いや特性、振動学との関連性を理解する
・「運動方程式」「運動量保存の法則」「力学的エネルギー保存の法則」について
・振動で使われる用語とその基礎を理解する
・振動する物体の位置、時間変化、速度変化を表す「変位・速度・加速度」について
・数学や物理学では計算がしやすいためラジアンがよく使われる
・振動の動きがなぜ「三角関数」で表現されるのかを「力学モデル」を用いて解説
・三角関数を使うことで、振動の動きを具体的に理解し、予測できるようになる
・振動に関連する現象を理解するために必要な「指数」「対数」について
・「複素数」の基本概念と、複素数の四則演算を行う方法を理解する
・オイラーの公式で複素数と三角関数の関連性を理解する
・振動に用いる数学の「行列」「行列の対角化」について理解する
・振動の2つの基本表記「時刻歴応答」と「周波数応答」について
・「フーリエ変換」を活用し、振動を周波数領域に変換する技術を学ぶ
・振動を表す際につかわれる物理量「変位、速度、加速度、角振動数、周波数」について
・機械の構造体の振動を考えるときに用いる「モデル化」について
・自動車の振動モデルを使い、振動の特性を解析する方法を学ぶ
・質量とばねに加えてダンパーを用いて表現することを「バネマスダンパ系」という

〈学習内容を一部紹介〉

・「自由度」とは振動を記述するのに必要かつ十分な変数の数である
・自由度が増えると計算時間が増加するため、モデル化の方法選択が重要となる。
・自動車の振動モデル化を学び、自由度と計算のバランスを理解する
・「変位、速度、加速度」の計算を学び、振動現象の数学的側面を理解する
・単振動を例に、周期、周波数、角振動数などの重要な用語について、特徴を理解する
・振動の基本的な性質を理解するのにとても有用な「非減衰自由振動」とは？
・振動の計算を行う際に必要となる「単位」を確認する
・運動方程式を使って、ばね振り子や単振り子の固有振動数などを求める
・ばね振り子や単振り子の振動の速さをアニメーションで確認する
・現実の世界では、空気抵抗や摩擦などによって振動を止める力が働いている
・減衰には「粘性減衰」「摩擦減衰」「構造減衰」などがある
・物体が振動するかどうかを決める閾値である「臨界減衰係数」について
・振動の速さを示す指標「減衰比」とは？
・機械を自由振動させて波形を評価するときに便利な「対数減衰率」について
・減衰は、運動方程式を用いて表現することができる
・強制振動を理解し、外部からの力が振動のエネルギー源となる現象を学ぶ
・変位加振の運動方程式を学ぶことで、基礎部とマスの振動の関係を理解する
・機械やブランコのような日常に起こる「共振の現象」を理解する
・振幅倍率の計算方法と、共振曲線の描き方について学ぶ
・減衰比によって振動がどう変わるのかを理解する
・振幅倍率の式を展開することで、共振の現象をより深く理解する
・エクセルの「ATAN関数」を使い、アークタンジェントを計算する
・通常、機械は常動しているため、主に「定常振動」と「強制振動」を考慮する
・機械への影響を注意深く監視する必要がある「過渡振動」について

〈学習内容を一部紹介〉

・2自由度以上の系を指す「多自由度系」の振動解析の可能性を学ぶ
・1自由度系と「多自由度系」の詳細な振動解析の違いを理解する
・連立方程式を「行列」と「ベクトル」で表す方法を学び、解の導出方法を理解する
・1次の固有振動モードと2次の固有振動モードの違いについて
・多自由度系の振動解析の「計算の複雑さ」とその対処法について学ぶ
・より詳しく解析したければ、自由度は無限に増やすことができる
・いくつかの小さな要素に分けて解析する「有限要素法」の考え方と使い方を理解する
・連続体の振動について「ギターの弦」の振動を例にして学ぶ
・連続体の固有振動数を自分で導き出すこともできる「波動方程式」とは？
・機械を設計する上で問題になる「回転機械」をモデル化して、振動を解析する
・振れ回りが起きている状態で、振動が急に増大する回転数の「危険速度」とは？

〈学習内容を一部紹介〉

・モード解析とは、CAEの振動解析に用いられる解析手法の一つである
・なぜ、モード解析は、振動解析の中で多く用いられるのか？その利点を理解する
・モード解析の中でも、コンピューターによるシミュレーションを「CAE解析」と呼ぶ
・固有モード毎に振動を考えることで、構造物全体の振動を把握できる３つの理由とは？
・「運動方程式の非連成化」とは、連立方程式を独立した方程式に変換すること
・実験モード解析の手法と、正確な振動特性の評価手法を学ぶ
・「モード質量、モード剛性、モード減衰係数」などの専門用語を理解する
・「モード法」とは？その手法と直接法の関係を理解する
・振動試験に関する知識で必要となる「理論モード解析」について学ぶ
・「理論モード解析」の基本的な流れとは？その手法を通じて振動特性の予測方法を理解する
・モード解析には「理論モード解析」と、「実験モード解析」の2種類がある
・CAE解析と試験結果の動特性を比較する方法を理解する
・結果処理で用いられる「カーブフィット」には、「1自由度法」と「多自由度法」がある
・CAE解析は、「有限要素法（FEM）」「境界要素法（BEM）」などさまざまある
・振動解析と応力解析は似ていて、多くの共通の知識がある
・振動解析は、固有値解析、時刻歴応答解析、周波数応答解析に分けられる
・特定の構造や機械の固有モードや固有振動数を数値的に求められる「固有値解析」とは？
・固有値解析と周波数応答解の特徴と、それぞれの使用目的について
・なぜ、固有値解析は設計の最初に行うのか？その理由を理解する
・自動車のエンジンを例にして、固有値解析を詳しく理解していく
・実際の設計上の問題を解決するための「CAE解析に関する知識」を深掘りする
・固有値解析は「7つのステップ」に沿って進める
・固有値解析の具体的な解析手順について、その概要と注意点を理解する
・振動解析では、はじめに「製品形状」を作成し、通常3次元CADが使われる
・解析結果から、異常が見つかる典型的なケースと、その解決策を紹介
・解析の最後に行う「解析結果と理論値や実験結果との比較」について
・構造物が外部の周期的な力に対してどんな反応をするか解析する「周波数応答解析」とは？
・多くの応用例で用いられる高度な解析手法である「時刻歴応答解析」について
・CAE解析では、理論値の計算時には気が付かなかったことに気づくことができる
・解析結果と、エンジンなどの起振源が起こす振動数との関係を調査し「共振リスク」を評価する

〈学習内容を一部紹介〉

・振動試験は実際の製品の動特性を把握する上で必須である
・振動試験には様々な種類があるため、試験方法ごとの特徴や利点などを理解する
・振動試験は、大きく分けると「信頼性試験」と「動特性を把握する試験」の2種類がある
・自動車を例にして、「信頼性試験」の流れを理解する
・信頼性試験のやり方や基準はJIS規格の他にも、IEC規格、ASTM規格などがある
・製品の質量、剛性、減衰係数の3つの性質を表すための指標である「動特性」について
・「最大値、平均値、実効値、波高率」など、振動試験全般で使用する用語を理解する
・振動や音の信号を計測機器が読み取れる範囲である「ダイナミックレンジ」の特徴とは？
・時間領域の信号を周波数領域の信号に変換する「フーリエ変換」について
・「信頼性試験」と「動特性を把握する試験」は、それぞれの目的が違う
・信頼性試験の主な４つの種類について、特徴と目的を理解する
・衝撃試験の衝撃の与え方には、正弦半波、三角波など、様々な種類がある
・温度や湿度の条件を管理し、より厳しい条件での信頼性を保証する試験とは？
・ハンマリング試験を行う前に、どのようなことを調査する必要があるのか？
・振動試験には、ハンマリングを除く全ての試験に「試験機」または「加振器」が用いられる
・試験機や加振器の駆動方式は、機械式、油圧式などの4つに分類される
・機械式は、構造が単純なため、「安価」かつ「低い周波数」で大きな加振力を得られる
・ハンマリング試験とは、試験機や加振器を使わない試験である
・製品不具合の対策や振動特性を調べる際、先ずハンマリング試験が行われる理由とは？
・「装置が単純」「SN比が小さい」など、ハンマリング試験の長所と短所について理解する
・初心者がよく行いがちな「2度叩き（ダブルハンマリング）」というミスについて
・FFTアナライザを使用する上での一般的な注意点を一覧表で確認する
・ハンマリング試験を行う上で重要な「窓関数」と「コヒーレンス関数」について
・「センサの選定〜計測」までの、具体的なハンマリング試験の手順を理解する

〈学習内容を一部紹介〉

・数式や簡易的なモデルが、実際の振動現象とどのように結びつくか理解する
・変位・速度・加速度などの応答の比である「伝達関数」について
・独立変数の関数として定義した伝達関数を「周波数応答関数」という
・「加振力を小さくする」「周波数応答関数を小さくする」という対策について
・コンプライアンス、アクセレランスなどの「6種類の周波数応答関数」を理解する
・高い振動数での振動抑制には質量を増やすことが有効である
・柔らかいマットレスと硬いマットレスを例に考えて、ばねの影響を理解する
・振動対策の中でよく使われる方法である「防振」と「制振」について
・構想設計の段階から振動問題を予測し、共振が生じないような設計を心がけることが重要
・「共振対策」はどのように進めていくのが良いのか？
・設計者はコスト削減のために、固有振動数を上げる対策を取ることが多い
・複雑な形状の対策が必要になった時のために、剛性や質量の対策方法の手順を理解する
・共振周波数の応答レベルを下げたい場合に用いる「ダイナミックダンパ」とは？