破壊予測へ活かすためのFEM解析の上手な使い方と寿命予測

〜 安全率と許容応力、疲労に対する設計法、破壊力学を用いた寿命予測、FEMによる疲労き裂進展予測および弾塑性破壊シミュレーションの現状と課題 〜

  • FEM解析に必須の主応力と相当応力を正確に理解し、強度設計に活かすための講座!
  • 材料強度の基礎からFEM解析のポイントまでを修得し、信頼性の高い製品開発に活かすための特別セミナー!

講師の言葉

 機器の寿命予測・強度設計は、まず、機器の各部分にどのような応力が作用するかを知るところから始まります。この応力を求める方法として、古典的な材料力学の知識は大変有益なものです。長い棒という単純化された構造に対して種々の力が作用するときに、どのような応力が生じるかを簡潔に教えてくれるからです。しかし現在の技術は精密化し、複雑化した構造の機器を作り出しています。それらに対しては、CAE技術の最も有力な手法である有限要素法(FEM)により応力を得ることができます。これらの方法により応力を知ったなら、そこに安全率、許容応力等の考え方を用いて強度設計を行い、それに基づいて寿命予測を行います。また近年では材料力学の最先端というべき破壊力学的手法により寿命予測が行われることもあります。

 本講習会ではまず古典的材料力学について要点を説明します。この中では材料強度の意味、棒に種々の力が作用するときの応力、安全率の正確な理解、疲労破壊とそれへの対策、主応力や相当応力の意味、などについて説明します。特に主応力と相当応力の正確な理解は、FEM解析のためにも必須の知識です。また、最近特に重要性が増しているのがFEM解析手法に対する正しい理解です。最近は大規模汎用コードを用いた解析が一般的となっているため、ユーザーはコードの中身を理解することなく、コードの使い方にのみ習熟する傾向があります。しかしこれでは解析結果を正しく評価することはできません。物理現象を計算機でモデル化して近似解析を行うのですから、何が近似されているのか、モデル化は正しくできているのか、など考えるべき点は多々あります。本講習会では過去の失敗事例などを例にとり、これらの点を詳しく説明します。

セミナー詳細

開催日時
  • 2017年09月13日(水) 10:30 ~ 17:30
開催場所 日本テクノセンター研修室
カテゴリー 電気・機械・メカトロ・設備
受講対象者 ・大学で材料力学を学ぶ機会がなかった技術者 ・FEM解析に従事している技術者 ・機器の保守に従事している技術者
予備知識 ・高校程度の数学知識で十分です。一部に偏微分が出てきます。
修得知識 ・材料力学の基礎知識 ・FEMのモデル化の正しい理解 ・FEMによる破壊予測の現状の知識
プログラム

1.材料強度に関する基礎知識

(1).材料強度とは何か

  a.応力とひずみ

  b.材料試験

  c.弾性と塑性

(2).棒に作用する種々の力と棒の応答と極限荷重

  a.引っ張り

  b.曲げ

  c.ねじり

  d.応力集中

(3).安全率と許容応力

(4).疲労に対する設計法

  a.なぜ疲労破壊が防げないのか

  b.S-N曲線、α−β曲線

(5).相当応力、主応力

  a.三次元場での応力とひずみ

  b.平面応力と平面ひずみ

  c.主応力

  d.相当応力(ミーゼス応力)

2. FEMの上手な使い方

(1).FEMでは何をやっているのか

  a.変位関数について

  b.変位法有限要素法

(2).ひずみー変位関係式[B]マトリックス

  a.要素剛性マトリックスと全体剛性マトリックス 

  b.マトリックス方程式の解法 

(3).要素について

  a.一次要素と高次要素

  b.要素分割について

(4).応力はどのように評価されているのか

(5).Validationのために

  a.モデル化の失敗例

  b.形状モデルと物理モデル

(6).FEMのエキスパートを目指して

3.破壊力学を用いた寿命予測

(1).応力拡大係数の評価法

  a.仮想き裂閉口法

  b.J積分の利用

(2).FEMによる疲労き裂進展予測の現状と課題

(3).FEMによる弾塑性破壊シミュレーションの現状と課題

キーワード CAE FEM 解析 寿命予測 強度設計 材料強度 応力 ひずみ 材料試験 弾性 塑性 極限荷重 引っ張り 曲げ ねじり 応力集中 安全率 許容応力 疲労 疲労破壊 S-N曲線 α−β曲線 相当応力 主応力 平面応力 平面ひずみ 主応力 ミーゼス応力 変位関数 変位法有限要素法 要素剛性マトリックス 全体剛性マトリックス 一次要素 高次要素 破壊力学 疲労き裂 弾塑性破壊
タグ 寿命予測材料強度設計最適化・応力解析材料力学・有限要素法設計・製図・CAD
受講料 一般 (1名):48,600円(税込)
同時複数申込の場合(1名):43,200円(税込)
会場
日本テクノセンター研修室
〒 163-0722 東京都新宿区西新宿2-7-1 小田急第一生命ビル(22階)
- JR「新宿駅」西口から徒歩10分
- 東京メトロ丸ノ内線「西新宿駅」から徒歩8分
- 都営大江戸線「都庁前駅」から徒歩5分
電話番号 : 03-5322-5888
FAX : 03-5322-5666
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