非線形有限要素法構造解析の基礎

セミナー趣旨

　現在では構造解析を含む様々な解析ツールが開発・設計業務に活用されており、使いやすいユーザーインターフェースを介して、有限要素法（FEM）の予備知識のない技術者でも簡単に使いこなすことができます。しかし単に計算を実行できることと、信頼性の高い高精度な結果を得ることとは異なります。とくに大変形（変形が目で見てわかるものはすべて大変形です！）をともなうよう問題は非線形有限要素法を適用する必要があります。一方解析担当者はFEMを学習する時間がとれないため、構造解析ソフトをほとんどブラックボックスとして使っているのが現状です。このセミナーではFEMの基礎からスタートし、線形静解析にとどまらず、非線形静解析・動解析を含む解析手法の実務に役立つノウハウを1日で解説します。構造解析ソフトのマニュアルに記載されている難解な用語を理解し、本来の目的にしたがって適切に使用するための知識を身につけていただくとともに、社内で自信をもって解析結果をプレゼンテーションしていただけるようになります。

受講対象・レベル

・設計/CAE部門に配属となり、構造解析業務を担当しているが、有限要素法による構造解析の基礎知識習得の時間を確保することが困難な方。

必要な予備知識

・特に予備知識は必要ありません。基礎から解説いたします

習得できる知識

・有限要素法に関する基礎知識、誤ったモデル化に陥りやすい注意点、高精度なモデル化手法および信頼性の高い設計への応用について理解していただけます。

セミナープログラム

1. はじめに
　1.1. 構造解析利用の目的
　1.2. 本セミナーの目的

2. 有限要素法の概要
　2.1. 工学上の問題の分類
　2.2. 有限要素モデルの基本構成
　2.3. 要素タイプと特徴
　2.4. 構造解析の入出力データ
　2.5. 有限要素法の計算フロー
　2.6. 有限要素法構造解析に必要な基礎知識

3. 数学の予備知識
　3.1. スカラー、ベクトル、テンソル
　3.2. ベクトル、テンソルの変換

4. バネマスモデル
　4.1. つりあい方程式の解き方の概要
　4.2. 2要素モデル
　4.3. 3要素モデル
　4.4. バネのエネルギー

5. 応力、ひずみ
　5.1. 公称応力・公称ひずみ
　5.2. 真応力・真ひずみ
　5.3. 公称ひずみと真ひずみの比較
　5.4. 公称応力・公称ひずみから真応力・真ひずみへの換算
　5.5. せん断応力とせん断ひずみ
　5.6. 応力の符号の定義
　5.7. 3次元ひずみ場（工学ひずみ）
　5.8. 工学ひずみとテンソルひずみ
　5.9. ポアソン効果
　5.10. 3次元応力場
　5.11. 平面応力場
　5.12. 平面ひずみ場
　5.13. ひずみエネルギー
　5.14. 主応力
　5.15. 応力の不変量
　5.16. 弾性係数の関係式
　5.17. 降伏条件　

6. バネマスモデルから有限要素モデルへ
　6.1. バネと有限要素の違い
　6.2. 剛性マトリックス
　6.3. 剛性方程式
　
7. 非線形構造解析の概要
　7.1. 非線形問題の種類と特徴
　7.2. 材料非線形
　7.3. 幾何学的非線形
　7.4. 境界条件非線形
　7.5. 非線形計算アルゴリズム
　7.6. 様々な非線形有限要素法の解法
　7.7. 時間積分の解の安定性
　7.8. 動的陽解法の時間増分の計算方法
　7.9. 動的陽解法の適用例
　7.10. 非線形有限要素法の解法の特徴

8. 有限要素法使用上の注意点
　8.1. 要素フォーミュレーション
　8.2. シェル要素のねじり剛性
　8.3. 有限要素解析における誤差：発生の原因とその対策

※内容は予告なくアップデートさせていただく場合があります。

有限要素法、FEM、応力、ひずみ、バネマスモデル、非線形構造解析、セミナー、講演

セミナー講師

（株）トクラシミュレーションリサーチ　代表取締役、技術コンサルタント

明治大学先端数理科学インスティテュート研究員　博士（工学）戸倉 直 氏　

【ご専門】非線形有限要素法、衝撃工学、流体構造連成、メッシュフリー、最適化

【ご経歴】
　1989年より（株）日本総合研究所において衝撃・構造解析ソフトウェアLS-DYNAの技術コンサルティングを担当。大変形に対応した高性能要素フォーミュレーション、複雑なコンタクトロジックと多くのオプション機能、多様な硬化則やダメージモデルを含む高度な材料構成則などを駆使した最先端のシミュレーションテクノロジーの産業分野への応用技術について投稿論文、学術記事等を多数執筆するとともに、学会主催講演会、国際会議等の場で多くの技術発表を行う。2012年に産業界へのCAEソフトウェアのいっそうの普及をめざして（株）トクラシミュレーションリサーチ（TSR）を設立、独立した技術コンサルタントとして衝撃解析、流体構造連成、圧縮・非圧縮性流体解析、加工プロセスシミュレーション、メッシュフリー、最適化など幅広い業種や分野で精力的に活動している。また明治大学先端数理科学インスティテュート研究員として、折紙工学から考案されたユニークな軽量高強度構造体の工業製品への応用をめざした研究開発を続けている。「折紙の数理とその応用」（共著、共立出版）、「衝撃工学の基礎と応用」（共著、共立出版）など著書多数。2015年日本機械学会第28回計算力学講演会での発表「Gursonモデルによる鉛材料のパラメーター同定」が優秀講演賞を受賞。

セミナー受講料

55,000円（税込、資料付）
■ セミナー主催者からの会員登録をしていただいた場合、1名で申込の場合49,500円、
　 2名同時申込の場合計55,000円（2人目無料：1名あたり27,500円）で受講できます。
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　  今回の受講料から会員価格を適用いたします。）
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