• 2026年12月18日(金) 10:00 ~ 17:00

１．CAE解析で、どんなことができるか？

　（１）．CAE解析の能力

　（２）．CAEの限界、誤解

　（３）．CAE適用の効果が出せる狙いどころ

２．材料力学からCAEへ

　（１）．応力、ひずみ(変形)、変位、回転

　（２）．材料力学の基本的な仮定と限界

　　ａ．作用する力とモーメントが釣り合っていること

　　ｂ．作用する力とモーメントが釣り合っていること

　　ｃ．変位の値の基準点(0点)が設定されていること

　（３）．材料力学での計算式の発展

　（４）．コンピュータの登場と数値解析の発展

　　ａ．FEM(有限要素法)の登場

　　ｂ．CAEの誕生と、材料力学以外への適用拡大

　（５）．３次元CAD による形状作成の普及

　（６）．代表的なCAEプログラム

３．有限要素法の基本
　（１）．複雑な構造も、単純な形状(要素)の集まりと考える

　　ａ．梁構造←単純な梁の集まり(梁要素)

　　ｂ．板構造←単純な三角形の集まり(板要素、平面要素)

　　ｃ．立体構造←単純な三角錐の集まり(個体要素、ソリッド要素)

　　ｄ．長方形や直方体で表せる場合も多い

　　ｅ．要素の集まりに分割すること(メッシュ切り)
　（２）．要素の発展

　　ａ．アイソパラメトリック要素の登場

　　ｂ．１次要素、２次要素の登場

　　ｃ．Ｈ法とＰ法

　　ｄ．要素の種類
　（３）．内部で行われている処理

　　ａ．有限要素法全体では、剛性方程式を組み立てて解く
　　　　剛性方程式は、節点変位を未知数とする連立方程式

　　ｂ．要素ごとに剛性方程式を作る
　　　　↑ここで数値積分の操作が行われる

　　ｃ．構造全体の剛性方程式を組み立てる

　　ｄ．拘束(固定)状態を設定する

　　ｅ．方程式を解く→節点変位が求まる

　　ｆ．要素ごとに、
　　　・積分点でのひずみ・応力を計算する
　　　・節点でのひずみ・応力を計算する　
　　　　↑これが要素節点応力(強度評価で重要な量)

　　ｇ．節点を共有する要素からのひずみ・応力の平均値を計算する
　　　　↑これが節点平均応力

４．CAEツールでの解析操作の流れ
　（１）．解析対象データの入力

　ａ．形状　ｂ．材料定数
　（２）．部品同士の接合状態の入力
　（３）．メッシュ切り

　　ａ．要素の次数を設定

　　ｂ．自動メッシュ機能があれば利用すると良い
　（４）．作用荷重の入力

　（５）．拘束(固定)状態の入力
　（６）．出力項目の設定

　　ａ．変形図
　　ｂ．応力図など

　（７）．解析の実行←３章(3)の処理が行われる

５．解析結果の表示と評価法と注意点
　（１）．変形図

　　ａ．最も重要で最初に見るもの

　　ｂ．表示倍率に要注意～表示に騙される例

　　ｃ．変位の精度～要素次数・メッシュ分割の影響

　（２）．応力図

　　ａ．出力項目のいろいろ

　　　　主応力、相当応力、主応力の矢印表示、等

　　ｂ．節点平均応力(標準で出力される応力)と要注意点

　　ｃ．要素節点応力の出し方

６．CAE解析の精度に関わる実例とそのポイント

　（１）．１次要素よりは２次要素の方が高精度

　　　　・一般のCAE解析には２次要素を使うと良い

　　　　　１次要素では強度評価に必要な応力値が求まらない

　（２）．計算精度のメッシュ依存性(要素の細かさや形の影響)

　　ａ．変位はメッシュ依存性が小さい

　　　・剛性解析は精度良く容易にできる

　　ｂ．応力はメッシュ依存性が極めて大きい

　　　　精度を高めたければメッシュを細かくする必要がある

　　ｃ．自動メッシュ機能の功罪

　（３）．小穴、フィレット、面取りは、除去して解析

７．解析に注意を要する現象と要点

　（１）．特異点の周囲

　　ａ．凹んだ切欠きの先端のＲが０～応力が∞

　　ｂ．集中荷重、線荷重、点拘束、線拘束～応力も変位も∞

　（２）．身近な非線形現象と解析方法

　　　　薄板、細い梁などの曲げ

　（３）．部品の強度を判断するための解析

　　ａ．強度評価で重要な応力と解析の仕方

　　ｂ．主応力と相当応力

　　ｃ．応力集中による強度低下と特異点

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