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有限要素法(FEM)

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はじめてのCAE

ものづくり白書2020:製品品質とコストの8割を決める設計力強化

製品の品質とコストの8割は設計段階で決まると言われています。一方でコスト削減の8割は製造コストによるとも言われ、メーカーの体力勝負になっている一面もあるようです。「2020年版ものづくり白書」を引用しながら設計力の強化について説明します。
有限要素法入門

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。
有限要素法入門

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。
有限要素法入門

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。
有限要素法入門

FEMで使う解析モデルの簡素化が必要な理由と簡素化例

CAEシミュレーションでは3D CADの設計データを利用しますが、シミュレーションの目的により解析モデルの簡素化が必要です。設計データとFEMの解析モデルの関係をバットや自動車の車体の振動解析モデル、解析結果に影響するモデルで説明します。
実験と計測

パスタブリッジで構造力学を学ぶ:設計・組立・評価(荷重試験)まで

3D CADを設計ツールとしたモノづくりが主流となり作図工数が増え、自分で設計したモノを実際に目にしたり、手に取る機会が少なくなっています。パスタブリッジは構造力学を体感するだけでなく、1人ではできないモノづくりを知るよい機会になります。
有限要素法入門

モデラーから設計者に:CAEで変形量と応力のシミュレーション

3D CADは製図をするだけでは工数が増えるだけでメリットがありません。設計モデルによるシミュレーション(変形量、ミーゼス応力)、モデルの再利用、設計ノウハウの蓄積と活用などにより、設計(設計力)のレベルアップにつなげることができます。
はじめてのCAE

FreeCADによる固有値解析:形状モデル作成から解析結果の確認

FreeCADによる固有値解析の手順は他のFEMと同じ様に行います。ここでは、FreeCADを使った形状モデルの作成(Sketcher、Part)、FEMの固有値解析(周波数解析)と解析結果の確認について、備忘録を兼ね簡単にまとめています。
有限要素法入門

4つの応力(垂直・曲げ・せん断・ねじり)と2つの弾性係数(縦横)

モノづくりの設計では材料を選び、形状を考え(設計)、設計を評価する際には弾性係数や応力を使います。ここでは、連結金具に加わるせん断応力の例、垂直(圧縮、引張)、曲げ、せん断、ねじりの4つの応力、縦と横2つ弾性係数について説明します。
有限要素法入門

FEMを使うために必要な基礎知識:2つの応力、フォン・ミーゼス応力と主応力

FEMの応力解析結果の評価には、変位と応力が使われます。ここでは、2つの応力、フォン・ミーゼス応力と主応力について、3つの理論、最大主応力説、最大せん断応力説、せん断ひずみエネルギー説についてまとめています。
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