2025年 理工学部 シラバス - 機械工学科
設置情報
| 科目名 | FEM構造解析 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 機械工学科 | 学年 | 3年 |
| 担当者 | 樋口 諒 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 火曜2 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | F22O |
| クラス | A,B | ||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 有限要素法(FEM)の基本的な考え方について構造解析を例に学習する。 具体的にはFEMの基礎となる数学，材料力学，数値計算法から学習し，基礎的な連続体要素，構造要素の定式化を理解する。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
基本的に「対面授業」の形態をとる。 パワーポイントと板書を併用して講義を行うので，講義内容を要領よくノートをとることが必要である。理解度を深めるための課題を提示する。 |
| 履修条件 | ①材料力学Ⅰ・Ⅱの受講経験があることが望ましい。 ②初等線形代数学の知識があることが望ましい。 ③材料力学Ⅲ，弾性学Ⅰを併せて受講するとより深い理解につながる。 |
| ディプロマ・ポリシー（DP）及びカリキュラム・ポリシー（CP）との関連 | 本授業科目はDP3・4及びCP3・4に該当しています。 |
授業計画
| 第1回 | はじめに 講義の概要説明 | 【事前学修】シラバスの内容を確認する。FEMによる構造解析について概要を調べてくる。 【事後学修】講義の内容を復習すること。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
|---|---|---|---|
| 第2回 | 有限要素法の数学的基礎1 ベクトル解析，テンソル解析 | 【事前学修】ベクトル解析について概要を調べてくる。 【事後学修】講義の内容を復習すること。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第3回 | 有限要素法の力学的基礎1 材料力学，構造力学の復習 | 【事前学修】材料力学について復習してくる。 【事後学修】講義の内容を復習すること。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第4回 | 有限要素法の力学的基礎2 応力，ひずみ，平衡方程式 | 【事前学修】材料力学で学んだ応力，ひずみについて復習してくる。 【事後学修】講義の内容を復習すること。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第5回 | 有限要素法の力学的基礎3 仮想仕事の原理，エネルギー原理 | 【事前学修】仮想仕事の原理について概要を調べてくる。 【事後学修】講義の内容を復習すること。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第6回 | 演習1 これまでの復習 | 【事前学修】これまで学んだことをまとめる。 【事後学修】講義の内容を復習すること。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第7回 | 有限要素定式化1 ばね要素 | 【事前学修】ばね要素について概要を調べてくる。 【事後学修】講義の内容を復習すること。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第8回 | 有限要素定式化2 トラス要素・はり要素 | 【事前学修】トラス要素、はり要素について概要を調べてくる。 【事後学修】講義の内容を復習すること。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第9回 | 有限要素定式化3 三角形一次要素 | 【事前学修】三角形一次要素について概要を調べてくる。 【事後学修】講義の内容を復習すること。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第10回 | 有限要素法の数学的基礎2 連立一次方程式の求解 | 【事前学修】連立一次方程式の解法について調べてくる。 【事後学修】講義の内容を復習すること。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第11回 | 演習2 これまでの復習 | 【事前学修】これまで学んだことをまとめる。 【事後学修】講義の内容を復習すること。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第12回 | 有限要素法実践1 Abaqus student editionを用いた演習 | 【事前学修】Abaqus student editionについて概要を調べてくる。 【事後学修】講義の内容を復習すること。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第13回 | 有限要素法実践2 Abaqus student editionを用いた演習 | 【事前学修】Abaqus student editionでのモデル作成方法を調べてくる。 【事後学修】講義の内容を復習すること。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第14回 | 有限要素法実践3 Abaqus student editionを用いた演習 | 【事前学修】Abaqus student editionの解析方法を調べてくる。 【事後学修】講義の内容を復習すること。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
| 第15回 | おわりに 授業内容の復習 | 【事前学修】これまで学んだことをまとめる。 【事後学修】講義の内容を復習すること。 | 【事前学修】2時間 【事後学修】2時間 |
その他
| 教科書 |
『必要に応じてプリントを配布する。』
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| 参考書 |
青木隆平，長嶋利夫 『設計技術者が知っておくべき 有限要素法の基本スキル』 オーム社
長嶋利夫 『これだけ!有限要素法』 秀和システム
長嶋利夫 『応力解析のための有限要素法理論とプログラム実装の基礎』 コロナ社 2018年
長嶋利夫 『計算破壊力学のための応用有限要素法プログラム実装』 コロナ社 2021年
いずれの著書も有限要素法の基礎理論について非常に丁寧に解説しているため，有限要素法を始めて学ぶのに適している。
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| 成績評価の方法 及び基準 |
レポート／平常試験にて評価 |
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定期試験等に ついて |
定期試験を実施予定 |
| 質問への対応 | 授業中に理解できないところがあった場合，質問内容を整理し授業終了後に質問すること。授業終了後以外での質問はメールにて随時受け付ける。 |
| 研究室又は 連絡先 |
higuchi@aastr.t.u-tokyo.ac.jp |
| オフィスアワー |
月曜 駿河台 09:00 ～ 16:20 記入例。時間帯は必須入力(0:00を入力する場合は24:00)
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| 学生への メッセージ |