栗崎　彰／キャドラボ

節点間のバネ定数が入ったマトリクスを作って総当たり戦！ これが有限要素法解析の基本だ。

本連載中に登場した片持ちばりを例に、フリーソフトでちゃんとした答えが出るのかどうか検証した。

いよいよ前回作ったモデルをLISAで解析する。「CAEと材料力学が出合う」感動を実感しよう。

フリーで使える解析ツールを筆者が徹底検証して紹介！ 簡単な形状の部品なら、実務レベルの解析が十分できる。

今回は、これまでの解説内容を実践してみる。3人中2人が間違えるという片持ちばりの変形量計算にチャレンジ。

解析精度を高めるため設計者自身でコントロールできる唯一のパラメータは、メッシュサイズだ。

ソリッド四面体要素を使うときの、大事な約束がある。それを守らないと、危ない結果が待っている!?

ピンポン球が1個、箱の中にあって、天井からひもでぶら下がっている。実はこのピンポン球が有限要素の“何か”。

「バー要素」「シェル要素」「ソリッド要素」のそれぞれが持つ長所や欠点を詳しく楽しく解説する。

メッシュ分割とは、有限要素を作ること。でも有限要素って何なの？ コルク栓に例えて分かりやすく解説してみた。

小難しい有限要素法を数式を使わずに解説する。まずは有限要素法の歴史を振り返り、解析の基本的な考え方を確認。

設計が終わってから解析している人、本当にそれで大丈夫？ 手戻り発生を極力防ぐ解析のタイミングとは

最終回では、実務で使える材料力学をちゃんと身に付けるために、強く心掛けていきたいこと、改めて確認したいことなどをまとめてみた。

ヤング率とポアソン比は応力を予測するために、降伏応力は予測した応力で部品が壊れるか壊れないか判定するために必要なものだ。

バネにも、軟らかいバネと硬いバネがあるように、材料にも、軟らかい材料と硬い材料がある。その程度を表すのがヤング率だ。

降伏点とは「材料が降参する」点だ。降伏応力は設計しようとしている部品の強度を判定するうえで重要な基準の1つとなる。

バネの伸びは加えられた力に比例する。伸びた分が「ひずみ」である。部品がバネであると考えればひずみと応力の関係も理解しやすい。

ミーゼス応力は設計にとって非常に大切な応力だ。材料の持つ固有の値と比較することでその材料を使った部品の強度を判定できる。

腰掛けた椅子だって、実は変形している。変形したということは、応力が発生している。目に見えない現象は、頭でしっかりイメージを作る。

材料定数は環境によってドラマチックに変化し、製品生命を脅かす場合すらある。材料力学を学べば、その根拠も理解できるようになる。

フリーソフトや資料を駆使して、単位系換算のミスを効率よくトリプルチェックしていく。これだけでも、構造解析のミスはかなり減る！