伝熱技術の基礎と機械設計に活かす有限要素解析 ~1人1台PC実習付~

~ 伝熱工学の基礎、熱伝導解析の定式化および熱伝導・熱応力有限要素法プログラムによるPC演習 ~

・設計者・利用者にとって「ブラックボックス」であるFEMについて、設計・解析に活かせるよう解説する講座
・機械設計において重要となる伝熱と熱応力解析についてPC演習を交えて分かりやすく解説!
・演習で使用したソフトウェアはCD-ROMにてお持ち帰りいただけます
※PCは弊社にてご用意致します

講師の言葉

 機械設計の分野では熱伝導・熱応力を考慮しなければならない場合が多いが、設計者にとっては、「伝熱理論」と「CAEアプリケーション」の間での段差が大きく感ずることがあり、解析結果に自信を持てなかったり、結果を評価できなかったりすることになりがちである。
 一方、この50年間で有限要素法に関する研究・実用化とコンピュータの高速化・高機能化は急速に進む中で、CAE がCADの一部として扱われる場合も多く、現場の設計者・利用者からは有限要素法がますますブラックボックス化しているのが実状である。
 そこで本セミナーでは、機械設計で重要な伝熱と熱応力解析について、上記の段差を埋め、このブラックボックスの中を少しでも見通すことを目的として、伝熱工学の基礎と熱伝導解析の定式化を学習し、熱伝導・熱応力有限要素法プログラムのPC演習を実施することで、これらの課題に対応しようとしたものである。
自作の有限要素解析プログラムCFEM-THRMを用意している。演習例題に対応する理論解とその実行結果との比較検討を通じて、CAEソフトウェアのブラックボックス中の処理が理解できるように考慮した。演習に使用したソフトウェアはCD-ROMにてお持ち帰り頂けます。

セミナー詳細

開催日時
  • 2018年08月08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 ・自動車をはじめとした輸送機器、機械、構造物、プラントなどの設計開発に関わる方
・機械・構造物の解析や強度研究、信頼性評価に関わる方
・CAE・有限要素法を設計に利用している方で、基礎理論や原理を学びたい方

予備知識 ・コンピュータの知識と操作、MS-EXCELの操作
・初歩レベルの伝熱工学、材料力学の知識
・高校程度の基礎解析・線形代数
・有限要素法の使用経験があれば望ましい
修得知識 ・伝熱解析・熱応力解析の理解が深まる
・有限要素法による熱伝導・熱応力解析の理論と処理方法が理解できる
・CAEをブラックボックスとしてでなく、自信を持って解析できる力が養える
・熱強度設計への応用のステップとすることができる
プログラム

1. 伝熱工学の基礎と有限要素解析の原理
  (1). 伝熱の基本形態
  (2). 熱の釣合い式と熱伝導方程式
  (3). 非定常熱伝導解析の基礎式
  (4). 熱伝導解析の変分原理
  (5). ガラーキン法による非定常熱伝導解析の原理

2. 有限要素による熱伝導解析の定式化
  (1). 応力解析と熱伝導解析でのパラメータの比較
  (2). 要素内温度場と補間関数
  (3). 熱伝導有限要素の定式化
  (4). 1次元要素の温度剛性マトリックス
  (5). 平面3角形要素の温度剛性マトリックスと等価節点荷重ベクトル
  (6). アイソパラメトリック4角形要素(1次)要素

3. 有限要素法による熱伝導解析の解法
  (1). 全体温度剛性方程式の組立
  (2). 拘束条件と荷重条件
  (3). 連立方程式の求解
  (4). 非定常熱伝導解析の解法

4. PC演習用有限要素解析プログラムの処理概要
  (1). プログラムとファイルの流れ
  (2). 入出力データ
  (3). プログラム構造と主な変数の定義
  (4). 2次元平面要素プログラムCFEM-THRMの処理概要

5. 演習問題
  (1). EXCELを用いた両端対流熱伝達問題の解析(1次元)
  (2). 内外面に両端対流熱を受ける厚肉円筒の定常熱伝導・熱応力解析(2次元)
  (3). 両端にステップ状温度上昇を受ける棒の非定常熱伝導解析(2次元)

キーワード 伝熱 熱応力 有限要素解析 FEA有限要素法 FEM 熱伝導解析 応力解析 
タグ シミュレーション・解析伝熱
受講料 一般 (1名):50,600円(税込)
同時複数申込の場合(1名):45,100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 新宿第一生命ビルディング(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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