到達目標
1）有限要素解析に関する基礎的な理論、応力および熱伝導問題に関する基本的な解析手法・手順を説明できること。
2）有限要素解析を行う基本的なプログラムの内容が理解できること。
3）有限要素解析によって得られた結果の検討・判断ができること。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安
A | 標準的な到達レベルの目安
B | 未到達レベルの目安(可)
C | （学生記入欄）
到達したレベルに〇をすること。 |
| 評価項目1 | 有限要素解析に関する基礎的な理論、応力および熱伝導問題に関する基本的な解析手法・手順を説明できることに加え、汎用解析ソフトを利用できる。 | 有限要素解析に関する基礎的な理論、応力および熱伝導問題に関する基本的な解析手法・手順を説明できる。 | 有限要素解析に関する基礎的な理論、応力および熱伝導問題に関する基本的な解析手法・手順の一部を説明できる。 | A ・ B ・ C |
| 評価項目2 | 有限要素解析を行う基本的なプログラムの内容が理解し、かつプログラム作成ができる。 | 有限要素解析を行う基本的なプログラムの内容が理解できる。 | 有限要素解析を行う基本的なプログラムの一部内容が理解できる。 | A ・ B ・ C |
| 評価項目3 | 有限要素解析によって得られた結果の検討を行い、得られた結果の妥当性が判断でき、その結果に基づき対象モデルの最適化を図ることができる。 | 有限要素解析によって得られた結果の検討を行い、得られた結果の妥当性が判断できる。 | 有限要素解析によって得られた結果について検討ができる。 | A ・ B ・ C |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 B
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JABEE c
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JABEE d
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JABEE e
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教育方法等
概要:
近年、製品開発作業を迅速かつ効果的に進めるため、コンカレント・エンジニアリング（以下ＣＥ）の重要性が益々大きなものとなっている。このＣＥを支援するものとしてCAE/CADがあり、これらはエンジニアにとって必須の技術となってきている。そこで、本授業では、CAEにおける有限要素解析に関する基礎理論および基本的解析手法を、実際にコンピュータを使用した演習を通じて理解を深める。
授業の進め方・方法:
材料力学、伝熱工学に関する知識を必要とするため、材料力学、伝熱工学の基礎的知識修得のため自己学習を行うとともに、授業中に課した宿題がある場合、それをレポートとしてまとめること。
注意点:
演習ではプログラミングを実施するため、各自C言語（BASIC、FORTRAN、JAVAなど他言語も可）の再確認を行っておくこと。
成績の評価方法について
・中間試験、期末試験の結果および作成したプログラム（解析結果例含む）によって総合的に評価する．
中間試験、期末試験結果の平均(50%) ＋ プログラム(40%) ＋ レポート(10%)
評価基準について
・学年成績60点以上を合格とする。
ポートフォリオ
（学生記入欄）
【授業計画の説明】実施状況を記入してください。
【理解の度合】理解の度合について記入してください。
（記入例）ファラデーの法則、交流の発生についてはほぼ理解できたが、渦電流についてはあまり理解できなかった。
・後期中間試験まで：
・学年末試験まで ：
【試験の結果】定期試験の点数を記入し、試験全体の総評をしてください。
（記入例）ファラデーの法則に関する基礎問題はできたが、応用問題が解けず、理解不足だった。
・後期中間試験 点数： 総評：
・学年末試験 点数： 総評：
【総合到達度】「到達目標」どおりに達成することができたかどうか、記入してください。
・総合評価の点数： 総評：
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（教員記入欄）
【授業計画の説明】実施状況を記入してください。
【授業の実施状況】実施状況を記入してください。
・後期中間試験まで：
・学年末試験まで ：
【評価の実施状況】総合評価を出した後に記入してください。
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 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
CAEについて |
CAE全般における現状について概略を学ぶ。
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| 2週 |
有限要素法の基礎理論 |
CAEの代表的手法である有限要素法の基礎理論について解説する。
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| 3週 |
有限要素法の基礎理論 |
CAEの代表的手法である有限要素法の基礎理論について解説する。
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| 4週 |
有限要素法の基礎理論 |
CAEの代表的手法である有限要素法の基礎理論について解説する。
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| 5週 |
基本的な弾性解析手法 |
弾性応力計算に対し有限要素法を適用する手法の解説を行い、さらに、既存のソフトウェアを用いた解析手順の演習を行う。
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| 6週 |
基本的な弾性解析手法 |
弾性応力計算に対し有限要素法を適用する手法の解説を行い、さらに、既存のソフトウェアを用いた解析手順の演習を行う。
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| 7週 |
基本的な弾性解析手法 |
弾性応力計算に対し有限要素法を適用する手法の解説を行い、さらに、既存のソフトウェアを用いた解析手順の演習を行う。
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| 8週 |
後期中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
試験答案の返却及び解説
有限要素法における局所マトリクスと全体マトリクスについて |
試験問題の解説及びポートフォリオの記入
有限要素法における局所マトリクスと全体マトリクスの関係について説明を行う。
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| 10週 |
熱伝導解析理論 |
定常熱伝導計算に対し有限要素法を適用する手法の解説を行う。
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| 11週 |
熱伝導解析理論 |
定常熱伝導計算に対し有限要素法を適用する手法の解説を行う。
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| 12週 |
定常熱伝導解析ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾑ作成 |
定常熱伝導有限要素解析プログラムをC言語（その他の言語でも可）にて作成する。
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| 13週 |
定常熱伝導解析ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾑ作成 |
定常熱伝導有限要素解析プログラムをC言語（その他の言語でも可）にて作成する。
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| 14週 |
定常熱伝導解析ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾑ作成 |
定常熱伝導有限要素解析プログラムをC言語（その他の言語でも可）にて作成する。
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| 15週 |
プログラムの評価
解析結果の評価ﾚﾎﾟｰﾄ作成 |
作成したプログラムが正常に動作するか、理論解と比較することにより確認する。適当な条件を与え計算した結果に対する評価を行う。
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| 16週 |
試験答案の返却及び解説 |
試験問題の解説及びポートフォリオの記入
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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 | 機械系分野 | 力学 | 荷重が作用した時の材料の変形を説明できる。 | 4 | |
| 応力とひずみを説明できる。 | 4 | |
| フックの法則を理解し、弾性係数を説明できる。 | 4 | |
| 許容応力と安全率を説明できる。 | 4 | |
評価割合
| 試験 | レポート | 成果実技 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 50 | 10 | 40 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 25 | 5 | 10 | 0 | 0 | 0 | 40 |
| 専門的能力 | 25 | 5 | 20 | 0 | 0 | 0 | 50 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 10 | 0 | 0 | 0 | 10 |