| 第1章 CAEによる機械システムの強度保証について 1 |
| 1.1 誰にでもできるCAEによる機械設計 2 |
| 1.2 強度の計算法とFEMの有用性について 6 |
| 1.2.1 一般的な機械強度の計算について 6 |
| 1.2.2 FEMならではの強度解析 8 |
| 1.2.3 機械の設計とは 10 |
| 1.3 FEM適用の実際 13 |
| 1.3.1 FEMの計算結果とは 13 |
| 1.3.2 FEMを用いるうえで考慮すべきこと 14 |
| 1.4 強度保証のポイントと許容応力について 16 |
| 1.4.1 強度保証のポイントについて 16 |
| 1.4.2 許容応力について 16 |
| 1.5 開発ツールのなかでのFEMの位置付け 23 |
| 第2章 有限要素法の概要 25 |
| 2.1 CAEと有限要素法 26 |
| 2.2 有限要素法利用者の現状 26 |
| 2.3 有限要素法の基本的概念 28 |
| 2.4 有限要素法の主な特徴 30 |
| 2.5 ソフトウェアの本質と汎用有限要素法プログラムの基本構成 31 |
| 2.5.1 ソフトウェアの本質 31 |
| 2.5.2 汎用有限要素法プログラムの基本構成 32 |
| 2.5.3 各プロセッサの機能 33 |
| 2.6 有限要素法で何が解析できるのか 37 |
| 2.7 有限要素法の利用上の問題点と指針 39 |
| 2.8 解析ソフトウェアを利用するために必要な専門用語 40 |
| 2.8.1 座標系と単位系 41 |
| 2.8.2 自由度と境界条件(荷重条件,拘束条件) 43 |
| 2.8.3 有限要素と節点 45 |
| 2.8.4 メッシュ分割 48 |
| 2.8.5 解の収束性と誤差評価 49 |
| 2.8.6 特異点 51 |
| 2.9 有限要素法による解析入門実習例 51 |
| 第3章 有限要素法を用いた機械設計法 59 |
| 3.1 FEMによる実用的な応力解析 60 |
| 3.1.1 FEMの計算手法の特徴と使い方 60 |
| 3.1.2 離散化と応力集中部の精度について 62 |
| 3.1.3 実際の拘束とFEMの拘束条件について 66 |
| 3.1.4 実際の荷重とFEMの荷重条件について 71 |
| 3.2 応力計測実験による応力確認法について 75 |
| 3.2.1 ひずみゲージによる応力計測 75 |
| 3.2.2 応力分布の計測法 77 |
| 3.3 振動強度について 78 |
| 3.3.1 振動試験の考え方 78 |
| 3.3.2 振動試験方法 79 |
| 3.3.3 振動試験装置 81 |
| 3.3.4 信号処理器 83 |
| 3.3.5 記録計 84 |
| 3.4 振動解析の概要 84 |
| 3.4.1 動的問題の理論的な背景 84 |
| 3.4.2 動解析法 85 |
| 3.5 有限要素法による振動解析実習例:片持板はりの共振振動数変更問題 87 |
| 演習問題 92 |
| 第4章 有限要素法を用いた機械システムの開発法と検証実験 101 |
| 4.1 製品開発プロセスの中におけるFEMの位置づけ 102 |
| 4.1.1 FEMと各手法の特徴 102 |
| 4.1.2 FEMと各手法の時系列からの役割 103 |
| 4.1.3 FEMと各手法の評価精度とばらつき評価 104 |
| 4.1.4 FEMと各手法の連携 104 |
| 4.2 実験によるFEM結果の補完 105 |
| 4.2.1 実験の目的と考え方 105 |
| 4.2.2 FEMの精度を上げるための実験 105 |
| 4.2.3 最終確認としての実験 106 |
| 4.2.4 ばらつきの確認のための実験 107 |
| 4.2.5 単体実験とアセンブリ実験 108 |
| 4.3 開発における総合的な強度保証とFEMの役割について 110 |
| 4.3.1 構造物の強度解析 110 |
| 4.3.2 回転物の強度解析 110 |
| 4.3.3 リンク機構の強度解析 112 |
| 4.3.4 結合部の強度解析 113 |
| 演習問題 122 |
| 第5章 CAEのための材料力学 125 |
| 5.1 材料力学の概要と関連分野 126 |
| 5.2 解析に必要な材料力学の基本用語 129 |
| 5.2.1 基本用語 129 |
| 5.2.2 材料力学の仮定 130 |
| 5.3 単純応力とひずみ 131 |
| 5.3.1 おもな記号の説明 131 |
| 5.3.2 引張りと圧縮 131 |
| 5.3.3 せん断 134 |
| 5.3.4 熱応力 135 |
| 5.4 組合せ応力とひずみ 136 |
| 5.4.1 おもな記号の説明 136 |
| 5.4.2 平面応力 136 |
| 5.4.3 垂直応力とせん断応力の組合せ 137 |
| 5.5 曲げによる応力と変形 140 |
| 5.5.1 おもな記号の説明 140 |
| 5.5.2 図心と断面二次モーメント 140 |
| 5.5.3 曲げ応力と変形 143 |
| 5.5.4 曲げモーメント図とせん断力図 144 |
| 5.5.5 片持はりと単純支持はり 146 |
| 5.6 ねじりによる応力と変形 148 |
| 5.6.1 おもな記号の説明 148 |
| 5.6.2 円形軸のねじり 148 |
| 5.7 ひずみエネルギー 149 |
| 5.7.1 おもな記号の説明 149 |
| 5.7.2 エネルギー法 150 |
| 5.7.3 重ね合わせの原理 151 |
| 5.7.4 カスチリアノの定理 152 |
| 5.8 振動の基礎 153 |
| 5.8.1 おもな記号の説明 153 |
| 5.8.2 振動が生じる理由 153 |
| 5.8.3 調和振動 154 |
| 5.8.4 1自由度系の自由振動 156 |
| 5.8.5 共振 159 |
| 5.8.6 はりの横振動(連続体の振動) 160 |
| 5.9 有限要素法の理論 164 |
| 5.9.1 有限要素法の考え方 164 |
| 5.9.2 マトリックス変位法による構造解析 164 |
| 5.9.3 仮想仕事の原理 166 |
| 5.9.4 有限要素法の定式化 167 |
| 演習問題 172 |
| 付録 192 |
| 索引 197 |
| 第1章 CAEによる機械システムの強度保証について 1 |
| 1.1 誰にでもできるCAEによる機械設計 2 |
| 1.2 強度の計算法とFEMの有用性について 6 |
| 1.2.1 一般的な機械強度の計算について 6 |
| 1.2.2 FEMならではの強度解析 8 |
| 1.2.3 機械の設計とは 10 |
