2016/03/01 2020/02/03 機電派遣コラム この記事は約 6 分で読めます。 CAE (英: Computer A ided Engineering)とは、 コンピュータ技術を活用して製品設計、製造や工程設計の解析を行う技術 のことです。 CAEは今や産業界になくてはならないツールの一つとなっており、その解析を支える「 有限要素法 」にも技術者・研究者は着目しなければなりません。 今回の記事はその有限要素法についてご紹介します。 CAE解析に必要な「有限要素法」とは何か?
27 形状モデルと実際のモノとの違い CADで作成する図面から実際のモノは作り出されます。形状モデルと実際のモノとの違いいついて説明しています。 3D CADで作成する形状モデルと実際のモノとの違い(集中応力) 図面では円は真円、直角は90度ですが、通常の加工では真円も直角も実現できません。この現実を知り材料や加工の知識を使い3D CADで図面を描くのが、設計者としてのはじめの一歩と考えています。応力解析の際注意が必要な形状について説明します。 2021. 有限要素法とは：CAEの基礎知識2 | ものづくり&まちづくり BtoB情報サイト「Tech Note」. 27 応力解析におけるモデル形状、荷重や拘束による特異点 FEM(有限要素法)解析で解析する際には、特異点に注意する必要があります。 特異点というと難しそうに聞こえますが、簡単にまとめてしまうと拘束や荷重を設定するときには、解析座標系の6自由度に注意する必要があるということです。 FEMによる応力解析の注意点:モデル形状、荷重や拘束による特異点 応力解析は設計者がよくつかうシミュレーションです。特異点というと難しそうですが、CADで描く図面上の形状と実際のモノの違いや応力シミュレーションをする際のモノの固定方法(拘束条件)、外力(荷重条件)の設定の際の注意点と考えています。 2021. 27 FEMモデルによる変位と応力解析結果の違い 設計者になるための知識として簡単な部品を設計することを例に、3D CADの形状モデル(図面)とリアルなモノ(部品)との違いや設計上の注意点について説明します。 FreeCADでFEMモデルによる変位と応力解析結果の違いを知る 3D CADで形を作るだけでは設計者とは言えません。CADの直角は90度ですが実際に直角を作るためには特殊な加工が必要です。90度の角部に応力集中が発生し実物と違う結果になることもあります。L字金具を例に形と変形や応力について説明します。 2021. 27 スポンサーリンク 設計に関する基礎知識 図面寸法と実寸の幅(公差)と公差の計算方法 図面を見て作られたモノの寸法はある幅(公差)に収まるように作られます。公差の基本的な知識についてまとめています。 図面のモデル寸法と実物に許される寸法の幅(公差)と公差の計算方法 モノづくりにおいて公差は加工精度やコストを左右する重要なポイントです。しかし設計現場では図面作成(モデル作成)に注力し公差は前例通りで設定してしまうこともあるようです。寸法の普通公差や部品を組み合わせた場合の公差について説明します。 2021.
要素と節点 有限要素解析で用いる要素の頂点を節点といい、要素辺上に設ける点を中間節点といいます。中間節点を設けることで形状を正確に表現することができ、要素内の変位の次数も2次になるので、解析の精度が上がります。一方、解析にかかる時間は増えます。なお、中間節点のない要素を1次要素、中間節点が1つある要素を2次要素といいます( 図3 )。中間節点が2個以上の要素は、最近はほとんど用いられません。 図3:四角形1次要素(左)と四角形2次要素(右) 要素には、形状の違いにより、バー要素、シェル要素、ソリッド要素の3種類があります( 図4 )。解析対象の構造に適した要素を選択することが重要です。 バー要素 シェル要素 ソリッド要素 図4:バー要素、シェル要素、ソリッド要素 バー要素はその名の通り、棒状の要素です。曲げモーメント伝達の有無により、トラス要素とはり要素があります。棒やはりなど、棒状の部材や骨組み構造の解析に適した要素です。バー要素を用いる際は、断面性能(断面積や断面2次モーメント)の設定が必要です。 続きは、保管用PDFに掲載中。ぜひ、下記よりダウンロードして、ご覧ください。 3. 仮想仕事の原理 保管用PDFに掲載中。ぜひ、下記よりダウンロードして、ご覧ください。
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有限要素法 基礎講座(第1回:有限要素法とは?) | Snow Bullet 1.有限要素法とは? ・有限要素法という言葉を聞くと、難しい解析方法のように感じるかもしれません。でも、感覚的に有限要素法を理解してみましょう。 ・有限要素法は、物体を 有限個の要素に分割 して解く手法です。すなわち、解析したいものをいくつかに分割すればよいのです。 ・物体を分割するのにどのような方法があるでしょうか?たとえば長方形の物体を分割してみます。 ・Aは1本の線で分割したもので、「ビーム要素」と呼ばれます。 ・Bは三角形や四角形で分割したもので、「シェル要素」と呼ばれます。 ・Cは三角・四角錐や三角・四角柱で分割したもので、「ソリッド要素」と呼ばれます。 ・それぞれの分割は、分割の交点である「節点」と、節点と節点を結ぶように配置される「要素」から構成されます。 ビーム要素であれば、2節点、三角形のシェル要素であれば3点、4角柱のソリッド要素であれば8節点です。 ・ここで、有限要素の一つに「ビーム要素」を挙げていますが、多くの技術者はビーム要素による骨組み解析と、有限要素解析は別物だと感じているのではないでしょうか? ・しかし、物体を有限の要素に分割して解析するという意味では、骨組み解析は有限要素解析の1つとなります。 ・馴染みの深い骨組み解析の解析理論を理解すれば、有限要素解析の基礎を理解できます。 ・それではまず、骨組み解析の理論をもとに、有限要素解析の理論を理解していきましょう。 error: Content is protected! 有限要素法 とは ガウス. !
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