衝撃・落下問題に対する材料・製品挙動予測のためのシミュレーション技術の基礎

製品の強度設計において、衝撃荷重に対する応答を考慮する必要がある場合が、多くの産業分野に存在します。その代表的な例は自動車の衝突シミュレーションであり、乗員の障害評価のため必要不可欠なものとなっています。また、スマーフォンのようなモバイル機器の落下衝撃対策も製品の機能を維持するための重要な検討項目です。さらに、津波や竜巻など、激甚化する災害に対する建築物の設計基準も大きく見直されてきています。こうした製品の衝撃応答をとらえるために、従来は実験が大きな役割を担ってきましたが、現在では実験コストの削減や開発サイクルを短縮するために衝撃解析が必須のものになっています。しかし衝撃解析は通常の製品設計で用いられる構造解析とは大きく異なる特徴があり、信頼性の高い結果を得るためには多くの専門知識が必要となります。 　本セミナーでは陽解法動的有限要素法による衝撃解析を基礎から実際の応用例まで解説し、特にユーザーが衝撃解析でしばしば直面するエラーや想定外の結果を修正するための具体的なテクニックを説明します。 　市販の衝撃解析ソフトウェアを使うための基礎知識や精度・信頼性向上・エラー対策のための注意点に関する知識が得られます。

1. はじめに
   1. 衝撃問題へのアプローチ
   2. 衝撃荷重に対する構造物の応答
   3. 衝撃問題を解明するための様々な方法
2. 古典力学による衝撃問題の理論的解法
   1. 単純支持はりへの剛体の衝突
   2. Herzの接触理論
   3. 衝撃波の伝播による裏面剥離
3. 数学の予備知識
   1. スカラー, ベクトル, テンソル
   2. ベクトル, テンソルの回転
4. 動的有限要素法
   1. 有限要素法の基礎知識
   2. 動的有限要素法の解法
      1. 動的陰解法
      2. 動的陽解法
   3. 時間積分の解の安定条件
   4. 動的陽解法の時間増分の計算方法
   5. マススケーリング
5. 要素テクノロジー
   1. 衝撃解析に用いられる要素の種類と特徴
   2. アワーグラスコントロール
6. 接触計算アルゴリズム
   1. 接触計算アルゴリズムの分類と特徴
   2. 接触サーチアルゴリズム
   3. 接触力アルゴリズム
   4. シェル要素の接触計算
   5. エッジコンタクトロジック
   6. タイドコンタクト
   7. 接触エネルギー
7. 物性材料モデル
   1. 衝撃解析における材料モデル
   2. ラジアルリターンアルゴリズム
   3. 人工粘性
   4. ひずみ速度依存性
   5. 代表的な材料モデル
8. 実務上の応用とポイント (高品質な解析を行うための注意点)
   1. モデル作成の前に
   2. モデル作成における注意事項
   3. QAチェック
   4. エラー回避方法
   5. 実験とのコリレーションのポイント
9. 衝撃解析に関する最近の話題
   1. 流体構造連成による衝撃解析事例
   2. 複合材料の衝撃解析のモデル化手法
   3. 高度な破壊モデル
• 質疑応答