|| 英語(English)
学習支援計画書(シラバス) 検索システム
専門教育課程 航空システム工学科
授業科目区分 科目名 単位数 科目コード 開講時期 履修方法
専門教育課程
専門科目
専門
構造解析演習
Structural Analysis Exercises
1 E142-01 2024年度
6期(後学期)
修学規程第4条を参照
担当教員名
*印は、実務経験のある教員を示しています。
授業科目の学習・教育目標
キーワード 学習・教育目標
1.数値シミュレーション 2.構造解析 3.有限要素法 4.応力集中 5.箱形はり 近年のコンピュータの急速な発展と普及に伴い、航空機の分野では機体とエンジンの設計段 階において、構造数値解析(コンピュータシミュレーション)が多用されている。本教科で は、汎用構造解析ソフトウェアを利用して構造解析の実際を演習により学び、航空機設計に 適切に活用する能力を養う。
授業の概要および学習上の助言
この授業では、汎用構造解析ソフトウェアを用いて演習を行う。 切り欠き平板の応力集中の問題と主翼構造を模したボックスビームの構造設計の問題を取り上げ、構造解析ソフトウェアを活 用してこれらの問題に取り組む。 有限要素法の基礎知識を学ぶと共にソフトウェアを用いて構造解析を遂行する技能を習得し、これらの知識や技能を航空機構 造設計に適切に活用する能力を養う。
教科書および参考書・リザーブドブック
教科書:構造解析演習[金沢工業大学] 参考書:指定なし リザーブドブック:指定なし
履修に必要な予備知識や技能
「材料力学」を履修していることが望ましい。教科書欄に指定した教科書を使用するので授業初回までに準備しておくこと。
学生が達成すべき行動目標
No. 学科教育目標
(記号表記)
H,L,N 有限要素法では一般に要素分割数を増すと数値解析解が正解(理論解)に近づくことを確認できる。
H,L,N 切り欠き平板の応力集中の解析において、より少ない要素数で精度良く解析するための要素分割法を考案できる。
H,L,N 箱形はりの変形や応力を構造解析ソフトウェアを用いて解析することができる。
H,L,N 箱形はりの解析結果を材料力学などの知識に基づき評価・考察できる。
H,L,N 箱形はりの外板の設計許容応力が指定された場合に、ソフトウェアを活用して外板の板厚を設計できる。
達成度評価
評価方法
試験 クイズ
小テスト
レポート 成果発表
(口頭・実技)
作品 ポートフォリオ その他 合計
総合評価割合 0 40 60 0 0 0 0 100
指標と評価割合 総合評価割合 0 40 60 0 0 0 0 100
総合力指標 知識を取り込む力 0 20 30 0 0 0 0 50
思考・推論・創造する力 0 10 20 0 0 0 0 30
コラボレーションと
リーダーシップ
0 0 0 0 0 0 0 0
発表・表現・伝達する力 0 5 5 0 0 0 0 10
学習に取組む姿勢・意欲 0 5 5 0 0 0 0 10
※総合力指標で示す数値内訳、授業運営上のおおよその目安を示したものです。
評価の要点
評価方法 行動目標 評価の実施方法と注意点
試験
クイズ
小テスト
半円切り欠きを有する平板の応力集中の問題を、汎用構造解析ソフトウェアを用いて解析し結果を評価す るクラスワーク課題を1つ課す。メッシュ分割法が解析結果に及ぼす影響につき理解し、少ない要素数で 精度の良い解析を実施するための要素分割法について各自検討する。
レポート 航空機主翼構造を想定した箱形はりに曲げ荷重が作用する場合の変形や応力を、汎用構造解析ソフトウェ アを用いて解析し、解析結果を材料力学などの知識に基づき評価、考察するレポート課題を2つ課す。
成果発表
(口頭・実技)
作品
ポートフォリオ
その他
具体的な達成の目安
理想的な達成レベルの目安 標準的な達成レベルの目安
[切り欠き平板の応力集中の解析] 1)一般に要素分割数を増すと数値解析解が正解(理論解)に 近づくことを確認できる。 2)なるべく少ない要素数で精度良く解析するための要素  分割法を考案できる。 [箱形はりの解析] 3)箱形はりの変形や応力を構造解析ソフトウェアを用いて  解析することができる。 4)解析結果を材料力学などの知識に基づき評価・考察  できる。 5)箱形はりの外板の設計許容応力が指定された場合に、  ソフトウェアを活用して外板の板厚を設計できる。 [切り欠き平板の応力集中の解析] 1)一般に要素分割数を増すと数値解析解がどのように変化 するか、解析結果を表やグラフにまとめて議論できる。 2)なるべく少ない要素数で精度良く解析するための要素 分割法を検討できる。 [箱形はりの解析] 3)箱形はりの変形や応力を構造解析ソフトウェアを用いて 解析することができる。 4)箱形はりの外板の板厚を変更した解析を実行し、外板に 生ずる応力を求めることができる。
CLIP学習プロセスについて
一般に、授業あるいは課外での学習では:「知識などを取り込む」→「知識などをいろいろな角度から、場合によってはチーム活動として、考え、推論し、創造する」→「修得した内容を表現、発表、伝達する」→「総合的に評価を受ける、GoodWork!」:のようなプロセス(一部あるいは全体)を繰り返し行いながら、応用力のある知識やスキルを身につけていくことが重要です。このような学習プロセスを大事に行動してください。
※学習課題の時間欄には、指定された学習課題に要する標準的な時間を記載してあります。日々の自学自習時間全体としては、各授業に応じた時間(例えば2単位科目の場合、予習2時間・復習2時間/週)を取るよう努めてください。詳しくは教員の指導に従って下さい。
授業明細
回数 学習内容 授業の運営方法 学習課題 予習・復習 時間:分※
1 「ガイダンス」 配布する学習支援計画書を基に科目の学習目標、概要 や行動目標を理解する。 有限要素法による構造解析の流れを理解する。 有限要素解析ソフトの機能および使用方法を理解する 。 講義・演習 自己点検 【予習】教科書の第1章、第2章2. 1節を予習する。 【復習】講義・演習内容を復習す る。 20 40
2 切り欠き平板の応力集中の解析 ・形状モデリング、要素分割 ・支持条件、荷重条件の設定 ・解析の実行、結果の考察 講義・演習 自己点検 【予習】教科書の第2章2.2節を予 習する。 【復習】講義・演習内容を復習す る。 20 40
3 切り欠き平板の応力集中の解析 ・要素分割法の改善 講義・演習 自己点検 【予習】教科書の第2章2.3節を予 習する。 【復習】講義・演習内容を復習す る。 【課題】課題についての検討結果 をレポートにまとめ提出する。 20 40 120
4 BoxBeamの構造解析 ・要素タイプの選定、要素分割の実施 ・支持条件、荷重条件の設定 講義・演習 自己点検 【予習】教科書の第3章3.1〜3.3 節を予習する。 【復習】講義・演習内容を復習す る。 20 40
5 BoxBeamの構造解析 ・解析の実行、結果の表示 ・結果の評価と考察 講義・演習 自己点検 【予習】教科書の第3章3.3節を予 習する。 【復習】講義・演習内容を復習す る。 【課題】課題についての検討結果 をレポートにまとめ提出する。 20 40 120
6 BoxBeamの構造解析 ・設計変更(外板の板厚変更) 講義・演習 自己点検 【予習】教科書の第3章3.3.6項を 予習する。 【復習】講義・演習内容を復習す る。 20 40
7 CFRPを適用したBoxBeamの構造解析   「自己点検授業」 行動目標に達成したかどうかの確認を行う。 講義・演習 自己点検 【予習】教科書の第3章3.4節を予 習する。 【復習】講義・演習内容を復習す る。 【課題】課題についての検討結果 をレポートにまとめ提出する。 20 40 120