2020年度 有限要素法   Finite Element Analysis

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開講元
機械系
担当教員名
吉野 雅彦  中野 寛  大熊 政明 
授業形態
講義 / 演習     
曜日・時限(講義室)
木5-8(W241)  
クラス
-
科目コード
MEC.K332
単位数
2
開講年度
2020年度
開講クォーター
2Q
シラバス更新日
2020年3月26日
講義資料更新日
-
使用言語
日本語
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講義の概要とねらい

【概要】有限要素法の基礎理論を講義し、パソコンを用いた有限要素解析の実習を行う。
【ねらい】実際的な有限要素法を利用する能力の習得を目指す。
以下の内容を講義する。
有限要素法の理論的基礎
仮想仕事の原理による定式化
三角形要素、四角形要素
剛性方程式
二次元有限要素法

到達目標

二次元弾性有限要素法の基礎理論と実際の解析法を学び、解析精度や解析モデルの作り方、解析結果の評価方法を理解することを目的とする。
有限要素法の理論的基礎が理解できる。
三角形要素、四角形要素の原理が理解できる。
数値計算の原理が理解できる。
二次元有限要素法の原理、使い方が理解できる。

この科目は,学修目標の
4.【展開力】(探究力又は設定力)整理及び分析できる力
6.機械工学の発展的専門学力
7.専門知識を活用して新たな課題解決と創造的提案を行う能力
の修得に対応する.

実務経験のある教員等による授業科目等

該当する 実務経験と講義内容との関連(又は実践的教育内容)
メーカーでの勤務経験を有する教員がその実務経験を活かし,有限要素法の基礎の重要性とその応用に関する実践的知識を,企業における経験を含め幅広く学ぶことができるように教育を⾏う。

キーワード

ポテンシャル場、弾性、二次元、三角形要素、アイソパラメトリック要素、剛性方程式

学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)

専門力 教養力 コミュニケーション力 展開力(探究力又は設定力) 展開力(実践力又は解決力)

授業の進め方

毎週、講義およびパソコンを用いた演習を行う。
適宜、達成度評価およびレポート課題の出題を行う。

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 授業の説明、有限要素法の概要 有限要素法の概要、歴史、用途を理解する
第2回 ポテンシャル場の微分方程式の近似解法 ポアソン方程式の解法を理解する
第3回 ポテンシャル場の一次元有限要素法 一次元有限要素法解析による近似解法を理解する
第4回 ポテンシャル場の二次元有限要素法 ポテンシャル場の二一次元有限要素法解析を理解する
第5回 弾性理論 弾性理論の復習
第6回 弾性有限要素法の理論的基礎、仮想仕事の原理 仮想仕事の原理による解法を理解する
第7回 三角形要素 三角形要素の原理を理解する
第8回 二次元弾性有限要素法 三角形要素による二次元有限要素法を学ぶ
第9回 四角形アイソパラメトリック要素 四角形アイソパラメトリック要素の原理を理解する
第10回 四角形要素二次元弾性有限要素法 四角形アイソパラメトリック要素による二次元有限要素法を学ぶ
第11回 軸対称要素 軸対称要素の原理を学ぶ
第12回 軸対称モデルの有限要素法解析 軸対称要素による有限要素法を学ぶ
第13回 有限要素法のノウハウ 有限要素法解析のノウハウを学ぶ
第14回 有限要素法の解析練習 有限要素法解析の演習を行う

教科書

予めOCWで配布するので、印刷して持参のこと。

参考書、講義資料等

Excelによる有限要素法入門

成績評価の基準及び方法

レポートおよび達成度評価により成績評価(100%)する.

関連する科目

  • MEC.B213 : 偏微分方程式
  • MEC.C201 : 材料力学
  • MEC.A201 : 工業力学
  • MEC.B214 : ベクトル解析
  • LAS.M102 : 線形代数学第一・演習
  • LAS.M106 : 線形代数学第二

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

線形代数学第一・第二、材料力学A,工業力学A、偏微分方程式,連続体力学,テンソル、ベクトル解析などの知識があることが望ましい.

その他

PC(Windows)を持参してください。Excelを使います。
講義室には電源がありませんので、十分充電してきてください。

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