受講概要
このセミナーで解決できる課題
- 応力集中や平均応力の影響を考慮できず、稼働開始後しばらくして金属疲労による破断が起きる
- CAE解析で得たミゼス相当応力や主応力をどう解釈し、強度判定に使えばよいか判断できない
- 応力特異点やメッシュの要素次数の影響を見落とし、解析結果の応力値を過大・過小に評価してしまう
こんな方におすすめ
- 金属部品の強度設計を担当する機械設計技術者
- CAE解析を用いて設計計算を行っている開発部門の技術者
- 材料力学を体系的に学び直したい生産技術・生産設備の担当者
よくある質問
- 材料力学を学んだことがなくても受講できますか？
- 受講に必要な予備知識は、理系高卒程度の数学と物理（力学）、一般的なExcel操作とされています。講座は材料力学を習っていない方への説明と、既習者のおさらいの両方を意図して、応力・ひずみなどの基礎から順に解説する構成です。
- 疲労強度設計ではどのような計算方法を学べますか？
- S-N曲線と疲労限度の基礎を押さえたうえで、応力集中係数・切欠係数を用いた計算、平均応力を考慮した修正グッドマン線図による疲労強度評価の手順を扱います。溶接鋼構造物の疲労設計指針や安全率の考え方、座屈にも触れます。
- CAE解析についてはどこまで扱いますか？
- フリーソフトLISAの紹介と操作手順をはじめ、ミゼス相当応力・主応力の解釈、1次要素・2次要素と精度の関係、応力特異点、降伏応力を超えた場合の考え方を解説し、解析結果を用いた疲労強度評価の方法を説明します。
プログラム
１．材料力学の基礎
・応力とひずみ
・降伏応力，引張強さ，真破断力
・応力－ひずみ線図
・弾性変形と塑性変形
・弾性係数（ヤング率）とポアソン比
・はり（梁）のはりのせん断力図 と曲げモーメント図
・断面二次モーメント
・断面二次モーメント計算ソフト（フリーソフト）の紹介
・はり（梁）の応力，たわみ
２．強度設計
・金属疲労
・疲労限度
・S-N 曲線
・応力集中係数 α
・切欠係数 β
・公称応力と真応力
・切欠係数を用いた疲労強度計算
・疲労限度線図
修正グッドマン線図
・疲労限度線図を用いた疲労強度計算
・溶接鋼構造物の疲労設計指針
・昔ながらの安全率と現代の安全率
・座屈
３．剛性設計
・剛性向上のための試行錯誤
４．CAE解析を用いた強度計算
・CAE解析の目的
・CAE解析フリーソフト（LISA）の紹介
・フリーソフトLISAの操作手順
・CAE解析ソフト初心者のための基本的な情報
・CAE解析ソフトの使用上の注意点
・ミゼス相当応力
・ミゼス相当応力の解釈
・主応力
・シミュレーション（CAE解析）結果の見方
・1次要素・2次要素と解析精度の関係
・応力特異点
・CAE解析で応力が降伏応力を超えたときの考え方
まとめ・Q&A
・まとめ
・質疑応答
受講形式
会場・WEB 選択可
オンラインでご参加の方は、事前にこちらでZoomの接続環境をご確認ください。
スムーズな受講のため、カメラ・マイク・スピーカーの動作をご確認ください。
受講対象
・機械設計に従事する技術者と生産技術に従事する技術者の方
・金属部品の疲労破壊の防止に興味のある技術者の方
・CAE解析を使って設計計算をされている方
・機械一般，生産機械，メカトロ機器，ロボット，輸送機ほか，関連部門の技術者の方
予備知識
・理系高卒レベルの数学、物理（力学）
・通常のExcel操作 があれば十分です。
習得知識
1）強度設計に必要な材料力学の基礎と応力・ひずみの考え方
2）金属疲労・S-N曲線・疲労限度の基礎知識
3）応力集中・平均応力を考慮した疲労強度の計算方法
4）修正グッドマン線図を用いた疲労強度評価方法
5）CAE解析を強度設計に活用する際の注意点
6）ミゼス相当応力・主応力・応力特異点の正しい見方
7）CAE解析結果を用いた疲労強度評価・設計判断の方法
講師の言葉
材料力学を習っていない方のためと、習っている方に対してはそのおさらいして材料力学全般を説明します。
機械の部品が1回荷重ないし数回の荷重で破断した場合、その機械は試運転時にあるため比較的容易に対策できます。
一方、金属疲労で破断した場合、破断時期は稼働開始から半年以上経過した段階であるためその機械は生産ラインなどで稼働を始めており、その損失は人件費を含めると1回荷重より2桁上昇します。金属疲労破断を防止するための設計計算方法を、実習を交えながら詳しく説明します。
特に、応力集中と平均応力により疲労強度が低下する要因を考慮した計算手順を説明します。
最近は強度計算にCAE解析（有限要素法）を使う機会が増えたため、CAE解析を使うにあたって注意すべき点を説明し、CAE解析結果を利用した疲労強度計算方法を説明します。