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2016 年度 実績報告書

機械系学習者のための運動・振動学習用教材の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26350217
研究機関広島商船高等専門学校

研究代表者

瀧口 三千弘  広島商船高等専門学校, 商船学科, 教授 (10163346)

研究分担者 藤原 滋泰  広島商船高等専門学校, 一般教科, 准教授 (20390495)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード学習用教材 / 機械系 / 運動 / 振動 / 運動方程式 / ソフトウエア / 実験装置 / 学習プログラム
研究実績の概要

本研究は、主として機械系学習者を対象にした動力学問題(運動と振動)学習用教材の開発を目的として行った。具体的には、①物理等における力学問題(等(角)速度運動と等(角)加速度運動)を公式を一切使わずに解くための教材開発、②運動方程式を数値計算により解き、解析結果をグラフィック出力するという一連の作業を支援するためのソフトウェア(教育用運動シミュレーションシステム(DSS):研究代表者が開発)への新しい機能の追加(新DSSの構築)、③運動や振動現象(とりわけ共振と振動モードに注目)の観察を目的とした各種実験装置の開発を行うことであった。平成26年度から平成28年度までの3年間の研究を通して、上述の①から③の目的は概ね達成できた。平成28年度の主たる研究成果は、次の3点である。
1.運動や振動現象の観察を目的とした各種実験装置の開発:持ち運びに便利な、軽量・コンパクトな折りたたみ式簡易ぶらんこ(係数励振という特殊な振動。重りの上下運動とぶらんこの触れ角を解析変数とする2自由度問題。)を開発し、このぶらんこに適した漕ぎ方をシミュレーションを通して提案した。さらに、クレーンの旋回運動(運動方程式が複雑な問題。旋回特性を入力変数とし、つり荷の挙動を解析変数とする2自由度問題。)に関する実験装置を開発した。いずれも、実験結果とDSSを用いたシミュレーション結果はよく一致した。
2.新DSSへの動画の組込み:平成27年度に開発したDSS用「MOVIE」を用いて、これまでに開発済みの実験装置を用いた運動や振動の画像をDSSに組み込んだ。
3.DSSを用いた運動・振動問題学習プログラムの提案:これまでに開発した各種学習用教材の有効利用を目的とした、運動・振動問題学習プログラムを提案した。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うちオープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (3件) 備考 (5件)

  • [雑誌論文] 振動現象学習用教材の開発-簡易ぶらんこ-2017

    • 著者名/発表者名
      瀧口三千弘、藤原滋泰、藤野俊和
    • 雑誌名

      広島商船高等専門学校 紀要

      巻: 第39号 ページ: 39-47

    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 振動現象学習用教材の開発-3自由度ねじり振動系-2017

    • 著者名/発表者名
      瀧口三千弘、岩田幸大、藤原滋泰、藤野俊和
    • 雑誌名

      広島商船高等専門学校 紀要

      巻: 第39号 ページ: 49-54

    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 振動現象学習用教材の開発-加振装置とパッケージ型加振体-2017

    • 著者名/発表者名
      瀧口三千弘、藤原滋泰、藤野俊和、阿部雅二朗、神出明
    • 学会等名
      日本機械学会 中国四国支部 第55期総会・講演会
    • 発表場所
      広島工業大学 五日市キャンパス
    • 年月日
      2017-03-07
  • [学会発表] 機械系の振動現象学習用教材の開発-3自由度ねじり振動系-2016

    • 著者名/発表者名
      瀧口三千弘、岩田幸大、藤原滋泰、藤野俊和
    • 学会等名
      日本機械学会 2016年度年次大会
    • 発表場所
      九州大学 伊都キャンパス
    • 年月日
      2016-09-11 – 2016-09-14
  • [学会発表] DSSを用いた運動・振動問題学習プログラム2016

    • 著者名/発表者名
      瀧口三千弘、藤野俊和、藤原滋泰、徳田太郎、吉田哲哉
    • 学会等名
      日本工学教育協会 平成28年度工学教育研究講演会
    • 発表場所
      大阪大学 吹田キャンパス
    • 年月日
      2016-09-05 – 2016-09-07
  • [備考] 振動現象学習用教材1(3自由度直線振動系)

    • URL

      https://www.youtube.com/watch?v=00tjTpkLeMM

  • [備考] 振動現象学習用教材2(3階建て構造物の振動)

    • URL

      https://www.youtube.com/watch?v=IKTMqIHmyBc

  • [備考] 振動現象学習用教材3(パッケージ型振動体:水平加振)

    • URL

      https://www.youtube.com/watch?v=E6cLMnMfBw4

  • [備考] 振動現象学習用教材4(パッケージ型振動体:垂直加振)

    • URL

      https://www.youtube.com/watch?v=Wj6lXvkIzlQ

  • [備考] 振動現象学習用教材5(3自由度ねじり振動系)

    • URL

      https://www.youtube.com/watch?v=KU-qSBESVIo

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公開日: 2018-01-16  

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