| 科目名 |
コンピュータ応用解析 |
| 担当教員 |
竹内 彰敏 |
| 対象学年 |
3年 |
クラス |
学部：専門001 |
| 講義室 |
Ａ１１３ |
開講学期 |
２学期 |
| 曜日・時限 |
月５,木５ |
単位区分 |
選択 |
| 授業形態 |
一般講義 |
単位数 |
2 |
| 準備事項 |
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| 備考 |
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| 授業の詳細1 |
講義の目的
物造りの現場では、コンピュータソフトの利用による開発期間の短縮や費用の削減が行われている．その際、これまでに学んだ固体力学や流体力学等の基礎的解析法だけでは複雑な形状をした一般部品の強度や流れの計算はできなくなり，コンピュータシミュレーションによる計算手法（CAE）を利用する必要がでてくる.例えば１で学んだ３D-CADの一番の利点は、作成した形状データが、解析（CAE）から製造（CAM）までの様々なアプリケーションで有効に利用できる点にあり、このような仮想世界での開発作業に欠かせない.ここでは，まず応力，ひずみの概念を復習し，コンピュータシミュレーションに欠かせない有限要素法の基礎について概説する．その後、市販のソフトにより固体力学や流体力学等の基礎的な問題の解析を行い，シミュレーションソフトによる実用な解析手法を習得する． |
| 授業の詳細2 |
講義の進め方
まず応力，ひずみ，変位に関する基礎知識の復習を行い，つぎに有限要素法の概念を述べ、ANSYS等のミュレーションソフトの使い方を説明する.その後、固体力学や流体力学の基礎問題を解析を行う. |
| 授業の詳細3 |
講義計画
１．講義内容と目的の紹介
本講義で学ぶ内容の概略説明を通して、コンピュータを応用各種解析の実体とその重要性を明らかにする．CAD／CAM／CAEについての基本概念を理解し、次に設計・生産のためのコンピュータ利用技術とそれらを構成するシステムの役割・特徴、さらにそれらの基礎知識について説明する.それらと共に、講義目的、進め方、達成目標、成績の評価についての説明も行う.
２．構造解析に必要な基礎知識の復習
固体力学で学んだ応力，ひずみ，変位などの基本的な概念について復習する.
３〜５．有限要素法基礎（重み付き残差法）
工学的解析手法を理解するために、解析対象の物理現象を記述する数理モデル、境界条件、および初期条件についての考え方について述べる.代表的な解析手法としての有限要素法について概説し，重み付き残差法による解析の基礎を学習する．
６〜８．有限要素法基礎（レイリーリッツ法）
レイリーリッツ法の基礎を概説する．連続して結合されたバネの構造体（一次元構造）を例にとり，有限要素法による解法について述べる.そして変位ベクトル，負荷ベクトル，および剛性マトリックスについての意味を理解する.次に、細長い平板の引っ張りやトラス問題について、有限要素法による解析を実施する.
９．これまでの講義内容についての理解度確認を行う．
１０．シミュレーションソフト・ANSYSについて
上で学んだ有限要素法の基礎に基づき，市販シミュレーションソフトでの荷重配分や拘束条件の与え方等を解説する．
１１〜１４．ANSYSによる解析
ANSYSについての基本的な内容と操作について説明する.次に，先に学んだ課題についてANSYSを使用して解き，基本的な操作方法を習得した後，円孔を持つ平板の応力集中問題や流れの解析を行う．を解く．
１５．自由課題
これまでの学習を基にし，各自の設定した課題につき，シミュレーションソフトでの解析と考察を行い，レポートにまとめて提出する．
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| 授業の詳細4 |
テキスト：
有限要素法ソフトANSYS工学解析入門 CAD/CAM研究会編 理工学社
成績評価：
原則、全ての講義と演習に出席し、到達目標の各項目またはそれらの総合評価で６０点以上達成された場合を合格とする.
・講義した内容の応用問題が解け、進歩性がある.・・・特に優れている.
・講義内容を充分理解したうえで基礎問題をこなすことができる.・・・優れている.
・達成目標に充分到達する学力を有する.・・・良好.
・必要最低限の目標が達成されている.・・・合格.
履修前の受講が望ましい科目：
数学一般、物体の変形、固体力学１・２、材料・強度設計、機械力学１・２、知能機械システムデザイン１・２
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| 授業の詳細5 |
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| 授業の詳細6 |
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| 授業の詳細7 |
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| 授業の詳細8 |
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| 授業の詳細9 |
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| 授業の詳細10 |
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