2009年10月05日
ブログ第２号 とても簡単なモデル
■立方体の押しつぶし
立方体を定盤の上に乗せて上から圧縮し、押しつぶす状況のモ
デルを考える。
そのときの応力（分布）はどうなるか、あるいは、どの辺が最初に
破壊しそうか、を解析結果を見てみることにする。
同時に、解析終了まで、慣れている筆者が操作してどの程度の
時間がかかるかもに注目する。
では、簡単に条件を決めておく。
★ 立方体： １０ｃｍ角
★ 材 料： 一般的な、スティール（鋼）
★ 圧縮力： 上から、１００ｋｇ
★ 定 盤： 立方体は定盤に「しっかり」固定されている
構造解析をやる上でまずストレスになるのは「メッシュ」だと思う
が、それはコンピュータに任せることにする。
出力の色などもそろえるようにして、
解析時間は、約８分
だった。
■解析結果の非常に簡単な評価
（１）力を掛ける上部の応力は全体的に大きく、また、コーナーの
応力（VonMises相当応力）は少し小さくなる。
→ 上部が最も広がろうとするため、全体でも応力が高くなってい
る。上部が最初に裂けると思う。
→ コーナー部分は、力が逃げるから応力が小さくなると思う。
（２）定盤と接地する底部では、コーナーの応力が高い
→ コーナーは動かないため、広がろうとする他の部分からの応
力が溜まる。
（接地部は固定した条件としているため）
これだけでも、おっ！？、と思うこともあると思う。
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2009年10月02日
創刊号 構造解析
設計者に捧ぐ構造解析 ブログ第１号
■設計者自身やる構造強度解析の価値
設計者にとって構造・強度解析が簡単にできることはうれしい。
次の２つの点からそれが言える。特に以外であり強力と感じるの
は、（２）の効果。
（１）時間の短縮
例えば、一般的な製品設計の流れとして・・・
ａ）ＣＡＤモデル設計
↓
ｂ）熱・構造強度解析の依頼
↓
ｃ）解析
↓
ｄ）改良点のレビュー
↓
ｅ）改良ＣＡＤモデル設計
↓
ｆ）ｂ）に戻る・・・
いちいち、形状ＣＡＤモデルができる度、解析担当に成立性
（強度が十分か）のお伺いを立てたり、設計パラメータを変
するたび解析ルーティンを回し、設計のタイムラグが増え
る。
これまで、筆者自身も精密機械の設計をやってきたが、ＣＡ
Ｄモデルを作った段階で、構造的成立性をすぐ検討できるこ
との気分の良さと時間短縮を肌で感じてきた。
（２）強度実験の経験の増加（パラメトリックスタディ）
解析＝（机上の）実験、となることもなりうる。
「所詮計算上だろ」と、データ精度に物申す人もいるかとは
思うが、筆者もその通りだと思う。
しかし、その論は２つの点を大損をしている。
現物は通常１つしか作らないから、実際の破壊実験や試作
試験のデータ取得は、１つのケースに限られてしまう。
現物の実験データから厚みを変えたりＲを変更したり、プラ
ンＢモデルのデータを得る（推定する）ことができる。
プランＢモデルの製作費の大半は浮く。
また、ＣＡＤモデルの応力発生状況を、自由なパラメータ変
更上で見ることができる。
簡単に言えば、現実にはあり得ない形状も検討が可能で、
思いもよらない結果を、机上で確認できる。
つまり、常識に縛られない設計検討も可能ということである。
■Femap with NX-Nastran
このソフトウェアは、形状のモデル化～Nastran解析まで、「通しで」可能である。自分が利用した中でもとても感じのよいソフトウ
ェアと思っている。
確かに、ポケットマネーで購入できるような価格ではないが、費
用対効果は高いと思っているが、その代わり、単純なモデルであ
れば５分と掛からず、応力分布をＰＣ画面で見ることも可能。
精度云々を求める前に、とりあえず答えを出す、答えを見る
ことが、構造・強度解析に対する「ストレス低減」の一番だと
思うので紹介する。
