| 専攻 | 選択・必修 | 開設時期 | 単位数 | 授業形態 | 担 当 | |||
| 環境建設 | 選択 | 2年前 | 2 | 講義 | 原 隆 | |||
| 【授業の概要】 計算の工学への応用を講義する。具体例としては有限要素法を扱う。弾性力学の基本原理に基づき、有限要素法の定式化を行い、プログラミングを行う。また、有限要素法を用いた構造解析の手法を論じる。対象構造物をトラス、はり、二次元要素とし、有限要素法の定式化を行い、プログラミングと計算の演習を行う。 | ||||||||
| 【学修の進め方】 各項目の基本事項を講義しプログラムのアルゴリズムを解説する。また、自学自習により、Excel VBA を用いたプログラミングを完成させる。 | ||||||||
| 【授業計画】 | 【授業項目】 | 【内 容】 | ||||||
| 1 回 | オリエンテーション | 計算工学概論、有限要素法 | ||||||
| 2 回 | 計算工学の応用例 | 二次元弾性解析と熱伝導問題を例にとり、工学への適用性を考える | ||||||
| 3 回 | 有限要素法の原理 | 仮想仕事の原理を中心に弾性力学を統一的に把握する | ||||||
| 4 回 | 変位関数と形状関数 | 変位関数と形状関数を理解する。また、アイソパラメトリック要素の概念を捉える | ||||||
| 5 回 | トラス要素の剛性式 | トラス要素の剛性式を誘導する | ||||||
| 6 回 | 有限要素プログラミング(1-1) | トラス解析プログラム作成(1) | ||||||
| 7 回 | 有限要素プログラミング(1-2) | トラス解析プログラム作成(2) プログラム提出(1) |
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| 8 回 | はり要素の剛性式 | はり要素の剛性式を誘導する | ||||||
| 9 回 | 有限要素プログラミング(2-1) | はり解析プログラム作成(1) | ||||||
| 10 回 | 有限要素プログラミング(2-2) | はり解析プログラム作成(2) プログラム提出(2) |
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| 11 回 | ＣＳＴ要素の剛性式 | 三角形定ひずみ要素を誘導する | ||||||
| 12 回 | 有限要素プログラミング(3-1) | 三角形定ひずみ要素解析プログラム作成(1) | ||||||
| 13 回 | 有限要素プログラミング(3-2) | 三角形定ひずみ要素解析プログラム作成(2) | ||||||
| 14 回 | 有限要素プログラミング(3-3) | 三角形定ひずみ要素解析プログラム作成(3) プログラム提出(3) |
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| 15 回 | 期末試験 | エネルギー原理と剛性マトリックス誘導の理解度の確認試験 | ||||||
| 16 回 | まとめ | 成績・授業評価 | ||||||
| 【到達目標】 | エネルギー原理を理解し、構造解析式を誘導し、有限要素法のプログラミングができる。 | 【徳山高専学習・教育目標】 | C1 | 【JABEE基準1(1)】 | d-2a | |||
| 【評価法】 | 1)定期試験成績と3回のプログラム課題で評価する 2)学年末評価計算式 最終評価点=(後期末試験＋３回のプログラミング課題)/4 3)各課題についての評価 完全にプログラムが完成し、応用問題が解ける（100%) 完全にプログラムが完成し、基本問題が解ける（80%以上) 完全にプログラムは完成しているが、使用法を完全には把握していない(60%以上) | |||||||
| 【テキスト】 | Chandrupatra T.R. Belegundu A.D. "Introduction to finite elements in engineering" Prentice Hall Inc. 原 他 "構造力学II" コロナ社 | |||||||
| 【関連科目】 | 構造力学基礎(CA3)、構造力学(CA4)、応用力学基礎(CA5)、連続体力学(EC1) | |||||||