土木構造学演習Ⅲ (A35B)

日本大学理工学部

2020年大学院理工学研究科シラバス - 土木工学専攻

設置情報

科目名	土木構造学演習Ⅲ ( 固体の有限要素法に基づいた非線形解析法 )
設置学科	土木工学専攻	学年	1年
担当者	塩尻・小林・小田	履修期	後期
単位	1	曜日時限	水曜5
校舎	駿河台	時間割CD	A35B
クラス
その他	実務経験のある教員による授業科目

概要

学修到達目標	連続体理論等から導かれる、固体の動的な運動方程式の解法は、構造物等の地震時の安全性の評価などのため、それらの保守・設計に重要である。固体の有限要素法に基づいた、線形弾性、および幾何学的、材料的非線形解析法の理論的背景が理解できる。　研究所で構造物の安全性等を検討した経験を踏まえ、そのような検討への適用も考えて授業を行う。
授業形態及び授業方法	パワーポイント、および板書きで講義する。
準備学習（予習・復習等）の内容・受講のための予備知識	復習して、疑問点があれば整理して質問するか、自分で調べる。土木構造学特論 VI を受講しておくとより理解しやすい。

授業計画

第1回	授業の説明：授業の進め方、学習目標、評価方法等,および、3次元トラスの解法のための基礎理論について述べる。
第2回	3次元トラスの解法：3次元トラスの数値解法について説明する。
第3回	連続体の解法その１：連続体解析のための基礎理論について述べる。
第4回	連続体の解法その２：連続体のマトリックスを使った解法のための離散化について述べる。
第5回	連続体の解法その３：離散化された方程式の解法について説明する。
第6回	超弾性の有限要素法：超弾性のモデル化とその有限要素法による解法について説明する。
第7回	塑性の有限要素法：塑性の微小ひづみにおけるモデル化とその有限要素法による解析について説明する。
第8回	塑性の有限要素法：塑性の有限ひづみにおけるモデル化とその有限要素法による解析について説明する。
第9回	粘塑性の有限要素法：応力ひづみ関係が時間的に変化する粘塑性の解析について説明する。
第10回	有限要素法による動的解析：地震を受ける構造物のような動的現象の解析について説明する。
第11回	有限要素法のプログラミングその１：プログラミングの概要について説明する。
第12回	有限要素法のプログラミングその２：要素の変位マトリックス、ひずみマトリックス等の作成を行う。
第13回	有限要素法のプログラミングその３：要素マトリックスの作成を行う。
第14回	有限要素法のプログラミングその４：全体マトリックスの組み立てと方程式の解法の組み込みを行う。
第15回	課題の説明：作成したプログラムを用いた課題と提出方法など説明する。

その他

教科書	特に指定せず配布資料に基づいて説明するが、参考資料１）に基づいて基本的な解法を、より詳しく書かれた参考資料２）にもとづいて種々のケースについて説明する。また３）により、動的な解析に関する理論を説明する。
参考資料コメント及び資料（技術論文等）	J.Bonet,R.D.Wood著、非線形CAE協会監訳『非線形有限要素法のための連続体力学』森北出版株式会社 2017年第２版 EA de Souza他著、寺田賢二郎監訳『非線形有限要素法』森北出版株式会社 2012年第1版 T.J.R.Hughes, The Finite Element Method. , Englewood Cliffs,New Jersey,Prentice-Hall, 1987, 1 edition 参考資料１）には、非線形有限要素法のための連続体力学が述べられている。参考資料2）には、非線形有限要素法について詳細に記述されている。参考資料３）には、動的解析等に関して理論的に簡明に記述されている。
成績評価の方法及び基準	課題に対する結果による。
質問への対応	塩尻：授業後に対応する。その他、メール等による質問にも対応する。
研究室又は連絡先	塩尻：hirooshio@jcom.zaq.ne.jp 小林：kobayashi.yoshikazu@nihon-u.ac.jp
オフィスアワー	水曜駿河台 12:10 ～ 13:20 駿河台校舎3号館4階342室担当:小林
学生へのメッセージ	連続体理論等から導かれる、有限要素法に基づく固体の動的な運動方程式の解法は、構造物等の平時や地震時の安全性の評価などに必要で、保守・設計にとって重要です。その他今後技術的な英文に接する機会が多くなりますので、英文テキストの読み方等も慣れてください。

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