〜有限要素法による構造解析〜
有限要素法(FEM)とは@
複雑な形状・性質を持つ物体を単純な形状・性質の
小部分(要素)に分割する
↓
各要素の特性を数学的方程式で近似表現する
↓
これらの単純な方程式を組み合わせ、解を求める
↓
物体全体の挙動を予測することができる
→外力による変形、応力、熱、流れ等
1.まず解析対象を三角形などの微小要素で分割する
2.各要素にヤング率、ポアソン比などの物性を与える
3.解析対象に荷重と拘束を与え、各節点の変位を求める
4.節点変位から要素のひずみを求める
5.応力−ひずみ関係式により、要素の応力を求める
6.解析対象全体のひずみ分布、応力分布が得られる
※黄色が入力する必要があるデータ
赤色が解析により出力されるデータ
特に要素分割には コツがあり、結果に大きく影響を与える
最近のFEM解析ソフトではこの要素分割が自動化されており、
使用者があまり意識しなくても解析できるようになっている
Pro/EngineerとPro/Mechanica
Pro/EngineerにはPro/Mechanicaという解析(CAE)ソフトが
付属しており、これらはインタラクティブに動作するため、
シームレスにそれぞれの作業環境に移行できる
Pro/M 2001はStructure、Motion、Thermalの3つから成り、
それぞれ構造解析、機構解析、熱伝導解析を行うことができる
また、Pro/M 2001ではFEM解析手法としてアダプティブP法を
採用しており、1つの要素の中でひずみ分布と応力分布が
得られるため、少ない要素分割で精度の良い結果が得られる
構造解析の基本手順@
@ Pro/Eで作成した部品を呼び出す(単位系を確認しておく)
※arm.prtを呼び出す
A メニューで[アプリケーション]→[Mechanica]を選ぶ
B メニューマネージャで[Structure]を選ぶ
C [材料]を選び、部品に材料物性を指定する
→カスタマイズすることもできる
D [拘束条件]→[新規]→[サーフェス]を選び、下の図のように
新規拘束条件(Constraint1)を作成する
D [荷重]→[新規]→[エッジ/カーブ]を選び、下の図のように
新規荷重(Load1)を作成する
E [解析]を選び、[新規…]で静解析(Analysis1)を作成する
F [実行]を選び、解析を選択した状態で[開始…]をクリックし、
解析を実行する
G [ログ…]を選ぶと解析の進行状況が表示される
「Completed Analysis: Analysis1」と表示されたら解析終了
H [結果]を選び、結果ウィンドウで下のアイコンをクリックし、
[アクセプト]を選ぶ
I スタディに実行した解析(Analysis1)を選び、アクセプトする
J 結果の内容定義ウィンドウで次のように設定する
K [アクセプトおよび表示]をクリックする
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