到達目標
応力,ひずみ,構成則について理解でき,有限要素法の基本的な考え方を理解できる.
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 |
応力,ひずみ | 応力,ひずみをテンソルとして理解できる. | 応力,ひずみを理解できる. | 応力,ひずみを理解できない. |
構成則 | 構成則の役割を正しく理解できる | 構成則の概念を理解できる. | 構成則の概念を理解できない. |
有限要素法 | 要素,物理法則などの有限要素法における概念を正しく理解できる | 要素,物理法則などの役割を理解し,有限要素法のイメージができる. | 有限要素法をイメージできない. |
学科の到達目標項目との関係
専攻科課程 B-2 最も得意とする専門分野の知識と能力を身につける
JABEE B-2 専門分野の知識と能力
教育方法等
概要:
固体力学を例として,物理法則や有限要素などの考え方を学び,有限要素法の全体像とその算出結果について学ぶ.
授業の進め方・方法:
・授業90分に対して,倍以上の予習及び復習を行うこと.
・これまで学習した力学に関する知識を整理しながらまとめ直しておくことが望ましい.
・補助教科書として,以下の書籍を挙げておくので,適宜,理解の助けとすること.
(2)車谷・寺田著『例題で学ぶ有限要素解析』森北出版、2021年
(1)酒井ら著『実践有限要素法シミュレーション』森北出版、2008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:
これまで学習した力学の知識を用いるので,必要に応じて復習することが肝要である.
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 |
ガイダンス |
産業界における有限要素法の活用事例などを学ぶ.
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2週 |
応力,ひずみ,構成則 |
線形弾性体を例に,応力,ひずみ,構成則について学ぶ.(MCC)
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3週 |
応力,ひずみ,構成則 |
線形弾性体を例に,応力,ひずみ,構成則について学ぶ.(MCC)
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4週 |
応力,ひずみ,構成則 |
線形弾性体を例に,応力,ひずみ,構成則について学ぶ.(MCC)
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5週 |
応力,ひずみ,構成則 |
線形弾性体を例に,応力,ひずみ,構成則について学ぶ.(MCC)
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6週 |
平面応力,平面ひずみ |
2次元問題における構成則の考え方を学ぶ.(MCC)
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7週 |
平面応力,平面ひずみ |
2次元問題における構成則の考え方を学ぶ.(MCC)
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8週 |
中間試験 |
中間試験までの内容
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2ndQ |
9週 |
有限要素近似 |
要素の役割について学ぶ
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10週 |
有限要素近似 |
要素の役割について学ぶ
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11週 |
剛性方程式 |
要素剛性,全体剛性について学ぶ
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12週 |
剛性方程式 |
要素剛性,全体剛性について学ぶ
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13週 |
境界値問題 |
境界条件の必要性について学び,その解法について学習する.
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14週 |
物体の変形と物体に生じる応力 |
物体の変形と物体に生じる応力の計算方法について学ぶ
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15週 |
最終課題 |
これまでの学習内容
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16週 |
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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 | 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。 | 5 | 前5,前14 |
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。 | 5 | 前5,前14 |
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。 | 5 | 前3 |
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。 | 5 | |
仮想仕事の原理を用いた静定の解法を説明できる。 | 5 | 前13 |
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。 | 5 | 前13 |
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。 | 5 | 前13 |
応力法と変位法による不静定構造物の解法を説明できる。 | 5 | |
鋼構造物の種類、特徴について、説明できる。 | 5 | |
橋の構成、分類について、説明できる。 | 5 | |
軸力を受ける部材、圧縮力を受ける部材、曲げを受ける部材や圧縮と曲げを受ける部材などについて、その設計法を説明でき、簡単な例に対し計算できる。 | 5 | |
評価割合
| 課題 | 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 | 80 | 0 | 0 | 0 | 20 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 30 | 0 | 0 | 0 | 10 | 0 | 40 |
専門的能力 | 50 | 0 | 0 | 0 | 10 | 0 | 60 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |