工学部

授業科目名:
計算力学
(英語名): Finite Element Method
対象学年:
4年Aコース
開講学期:
前期
開講形態:
講義及び演習
担当教官: 高橋 寛 (TAKAHASHI Hiroshi)
単位数:
対象学科:機械システム工学科 区分:専門科目・選択 520210

授業概要

 計算機によるシミュレーションが、実際の設計に積極的にとり入れられるようになったが、その中心的な役割を担っているのが有限要素法である。これは1956年ボーイング社の技術者が、航空機の強度計算法として考えだしたものである。その後、変分法による数学的な裏付けを得て、あっというまに様々の分野に広まった。
 現在FEMの教科書が世にあふれているが、その殆どが変分法による定式化を基に解説されている。一般論を展開するには便利であるが、初学者が勉強するには、FEMの本質をむしろ分かりにくくしているものとおもわれる。本講義では、原点すなわちボーイング社の技術者の考え方に戻って解説する。高等数学の知識を特に必要としない。全員、自分のプログラムを持てるはずである。

授業計画

1 熱伝導
 1-1 境界条件、1-2 三角要素、 1-3 熱流速、 1-4 節点熱吸収、 1-5 構成マトリックス、 1-6 連立方程式の解法、 1-7 等温線表示
2 完全流体
 2-1 歪速度と渦度、 2-2 速度ポテンシャル、 2-3 構成マトリックス、 2-4 境界条件、 2-5 要素自動分割
3 弾性変形
 3-1 境界条件、 3-2 歪の計算、 3-3 応力歪関係、 3-4 節点力、 3-5 剛性マトリックス
4 塑性変形
 4-1 初期歪法、 4-2 塑性歪増分、 4-3 逐次累積法

成績評価の方法

各自のプログラムを製作し、数回に分けてレポートを提出する。

テキスト

なし

参考書

ツエンケヴィッチ & チューン、 マトリックス有限要素法、 倍風館

履修にあたっての留意点

手近にパソコンを利用出来る環境をみつけること。

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