到達目標
現象のモデル化から導かれる演算を理解し、境界値問題を解くためのマトリクス解法を計算できる。
また、CAEとICTとの関連性を自身で調査することができ，これからの産業界をイメージできる。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| 現象のモデル化から導かれる演算 | 現象をモデル化してその演算を解くことができる | 現象のモデル化して、その基礎となる演算を理解できる | 現象をモデル化できない |
| 境界値問題の解法 | 境界値問題を具体的に解くことができる | 境界値問題の解法を理解できる | 境界値問題の解法を理解できない |
| コンピュータシミュレーション | コンピュータシミュレーションに利用される演算を理解して実践できる | コンピュータシミュレーションに利用される演算を理解できる | コンピュータシミュレーションに利用される演算を理解できない |
| コンピュータシミュレーションの実践とその問題点 | コンピュータシミュレーションを実際の問題に利用しつつ、その問題点を理解できる | コンピュータシミュレーションを利用できる | コンピュータシミュレーションを利用できない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
コンピュータシミュレーションにおいて必要不可欠なモデル化を理解して、その演算を実際に解く。そして、実践的な課題に取り組む中でコンピュータシミュレーションを利用して、その実用性と問題点を体験する。Formsに事前資料を提示して予習を中心とした授業を展開する。
授業の進め方・方法:
・授業時間に対して倍の時間の予習・復習を行うこと。特に，Formで提示した資料を予習して，授業のポイントを明確にすること．
・課題実施のために、事前調査、課題達成に向けた準備などを自主学習に役立てること。
・補助教科書として，次の書籍を挙げておくので，適宜参考にして学習の助けとすること。
(1)宮本裕ほか著『構造工学 第3版』技報堂出版、2011年
(2)A First Course in Finite Elements, J. Fish and T. Belytschko(訳本:有限要素法,山 田貴博監訳,永井学士,松井和己訳)他
注意点:
これまでに学習した多くの知識を利用する。特に、微分方程式や行列計算については十分に復習し、数学的な表現に慣れておくこと。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ICTとCAE事例紹介 |
コンピュータシミュレーション事例紹介
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| 2週 |
現象のモデル化 |
モデル化の概念を学ぶ
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| 3週 |
直列バネ系のマトリクス解法 |
直列バネ系の解法を学習する
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| 4週 |
直列バネ系のマトリクス解法 |
直列バネ系の解法を学習する
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| 5週 |
直列バネ系のマトリクス解法 |
直列バネ系の解法を学習する
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| 6週 |
直列バネ系のマトリクス解法 |
直列バネ系の解法を学習する
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| 7週 |
平面トラスの解法 |
平面トラスのマトリクス解法を学習する
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| 8週 |
平面トラスの解法 |
平面トラスのマトリクス解法を学習する
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| 2ndQ |
| 9週 |
平面トラスの解法 |
平面トラスのマトリクス解法を学習する
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| 10週 |
中間試験 |
中間試験
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| 11週 |
仮想仕事式 |
応力テンソル、ひずみテンソル、弾性係数について学び、一般的な仮想仕事式を学習する。
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| 12週 |
仮想仕事式 |
応力テンソル、ひずみテンソル、弾性係数について学び、一般的な仮想仕事式を学習する。
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| 13週 |
仮想仕事式 |
応力テンソル、ひずみテンソル、弾性係数について学び、一般的な仮想仕事式を学習する。
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| 14週 |
仮想仕事式 |
応力テンソル、ひずみテンソル、弾性係数について学び、一般的な仮想仕事式を学習する。
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| 15週 |
前期定期試験 |
前期定期試験までの内容
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| 16週 |
前期定期試験の解説 |
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 建設系分野 | 構造 | 断面1次モーメントを理解し、図心を計算できる。 | 4 | |
| 断面2次モーメント、断面係数や断面2次半径などの断面諸量を理解し、それらを計算できる。 | 4 | |
| 各種静定ばりの断面に作用する内力としての断面力(せん断力、曲げモーメント)、断面力図(せん断力図、曲げモーメント図)について、説明できる。 | 4 | 前14 |
| トラスの種類、安定性、トラスの部材力の意味を説明できる。 | 4 | 前7,前11 |
| 節点法や断面法を用いて、トラスの部材力を計算できる。 | 4 | 前7,前11 |
| 影響線を利用して、支点反力や断面力を計算できる。 | 4 | 前7 |
| 影響線を応用して、与えられた荷重に対する支点反力や断面力を計算できる。 | 4 | 前7 |
| ラーメンの支点反力、断面力(軸力、せん断力、曲げモーメント)を計算し、その断面力図(軸力図、せん断力図、曲げモーメント図)を描くことができる。 | 4 | |
| 応力とその種類、ひずみとその種類、応力とひずみの関係を理解し、弾性係数、ポアソン比やフックの法則などの概要について説明でき、それらを計算できる。 | 4 | 前1 |
| 断面に作用する垂直応力、せん断応力について、説明できる。 | 4 | 前7 |
| はりのたわみの微分方程式に関して、その幾何学的境界条件と力学的境界条件を理解し、微分方程式を解いて、たわみやたわみ角を計算できる。 | 4 | 前14 |
| 圧縮力を受ける柱の分類(短柱・長柱)を理解し、各種支持条件に対するEuler座屈荷重を計算できる。 | 4 | |
| 仮想仕事の原理を用いた静定の解法を説明できる。 | 4 | 前7,前14 |
| 構造物の安定性、静定・不静定の物理的意味と判別式の誘導ができ、不静定次数を計算できる。 | 4 | 前7 |
| 重ね合わせの原理を用いた不静定構造物の構造解析法を説明できる。 | 4 | 前7 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 40 | 0 | 10 | 10 | 40 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 10 | 0 | 0 | 0 | 15 | 0 | 25 |
| 専門的能力 | 20 | 0 | 5 | 10 | 25 | 0 | 60 |
| 分野横断的能力 | 10 | 0 | 5 | 0 | 0 | 0 | 15 |