シラバス
※学期中に内容が変更になることがあります。

2020年度


31630001 

△構造解析特論
Advanced Lectures in Structural Analysis
2単位/Unit  秋学期/Fall  京田辺/Kyotanabe  講義/Lecture

  小武内 清貴

<概要/Course Content Summary>

材料力学では,荷重が作用する構造物のはりや柱など構造要素の応力と変形を一次元問題に近似して解析している。しかし,実際の構造物では,例えば自動車用エンジンのシリンダ・ブロックでは,3次元応力場となっている。構造解析特論では,最終的にこれら3次元応力解析を目指して,2次元応力場を例に,古典的な弾性解析理論から現在の有限要素法による弾塑性応力解析まで解説する。三角形3節点要素及び四角形4節点アイソパラメトリック要素を用いたFEMプログラムも自作する。これにより,構造解析の基礎と応用能力を身につけることを目標とする。

<到達目標/Goals,Aims>

1.3次元応力解析に必要な基礎知識が獲得できる. 
2.3次元構造解析FEM(有限要素法)の基礎原理が理解できる. 
3.FEMによる弾塑性構造解析の原理が理解できる. 
5.FEMによる大変形構造解析の原理が理解できる.

<授業計画/Schedule>

(実施回/
Week)
(内容/
Contents)
(授業時間外の学習/
Assignments)
(実施回/ Week) 第1回  (内容/ Contents) 線形連続体力学の基礎1(復習):応力ベクトルと応力テンソル  (授業時間外の学習/ Assignments) 材料力学の復習 
復習:習ったことをまとめる 
(実施回/ Week) 第2回  (内容/ Contents) 線形連続体力学の基礎2(復習):CauchyひずみテンソルとGreen-Lagrangeひずみテンソル  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習:習ったことをまとめる 
(実施回/ Week) 第3回  (内容/ Contents) 線形連続体力学の基礎3(復習):応力の平衡方程式,ひずみの適合条件,応力とひずみの関係  (授業時間外の学習/ Assignments) 同 上 
(実施回/ Week) 第4回  (内容/ Contents) 線形連続体力学の基礎4(復習):応力関数を用いた応力解析の基礎  (授業時間外の学習/ Assignments) 同 上 
小レポート#1課題提示 
(実施回/ Week) 第5回  (内容/ Contents) 基礎方程式の離散化1:差分法による離散化と連立方程式の数値解法  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習:習ったことをまとめる 
 
(実施回/ Week) 第6回  (内容/ Contents) 基礎方程式の離散化2:重み付き残差法とガラーキン法  (授業時間外の学習/ Assignments) 同 上 
小レポート#1提出 
(実施回/ Week) 第7回  (内容/ Contents) 基礎方程式の離散化4:弱形式に基づくガラーキン法  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習:習ったことをまとめる 
 
(実施回/ Week) 第8回  (内容/ Contents) 基礎方程式の離散化5:定義域を分割したガラーキン法  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習:習ったことをまとめる 
(実施回/ Week) 第9回  (内容/ Contents) 有限要素法の基礎1:トラス要素とビーム要素  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習:習ったことをまとめる 
(実施回/ Week) 第10回  (内容/ Contents) 有限要素法の基礎2:CST要素とアイソパラメトリック要素  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習:習ったことをまとめる 
小レポート#2課題提示 
(実施回/ Week) 第11回  (内容/ Contents) 弾塑性有限要素法の基礎1:塑性力学の基礎  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習:習ったことをまとめる 
(実施回/ Week) 第12回  (内容/ Contents) 弾塑性有限要素法の基礎2:ひずみ増分理論と降伏条件  (授業時間外の学習/ Assignments) 同上 
(実施回/ Week) 第13回  (内容/ Contents) 大変形有限要素法の基礎1:微小変位と有限変位  (授業時間外の学習/ Assignments) 同上 
(実施回/ Week) 第14回  (内容/ Contents) 大変形有限要素法の基礎2:反復計算による剛性方程式の更新  (授業時間外の学習/ Assignments) 同上 
(実施回/ Week) 第15回  (内容/ Contents) 総括  (授業時間外の学習/ Assignments)  

各授業のはじめ15分で復習を行う(毎回)。受講者は復習のための資料を作成,適宜(抽選により発表者を決め)発表してもらう。

<成績評価基準/Evaluation Criteria>

授業参加  10%  毎回の復習での貢献により評価 
小レポート  50%  計2回のレポートについて,その完成度により評価 
期末評価  40%  応力解析全般に対する基礎的理解 

基本的には全授業に出席することを望んでいます。止むをえず休んだ場合は,研究室に補講に来ることを期待しています。

<テキスト/Textbook>

田中喜久昭,長岐 滋,井上達雄  『弾性力学と有限要素法』初版  (大河出版、1995年)

 

<参考文献/Reference Book>

(社)日本材料学会編  『改訂・初心者のための有限要素法』改訂版 ((社)日本材料学会、2004年)生協で注文,購入できるが,日本材料学会会員は割引購入できる。詳しくは担当者まで相談のこと。 
 

(社)日本材料学会  『続・初心者のための有限要素法』初版 ((社)日本材料学会、1982年)
 

<備考/Remarks>

ABAQUS student editionを使う。 

 

お問合せは同志社大学 各学部・研究科事務室まで
 
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