有限会社 1級計算力学技術者 固体力学 振動工学 

 

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7.有限要素法(CAE)の要素種類の紹介                                       戻る

   

機械設計に活用される解析で使用される主な有限要素には、 ソリッド、シェル、ビームの三種類があります。 それぞれ弾性、材力学の一般3次元問題、薄板理論、梁理論に相当します。 これをCAE全体像の観点からまとめると下図の様になります。 その他とは、3次元問題から次元の縮退を行った、軸対象問題や平面歪、平面応力問題などです。

 

解析実践ノウハウ(物理現象のモデル化、結果の評価)
構造解析ソフト、3D/CAD 操作
 有限要素基礎理論
ソリッド(一般3次元問題) 薄板(シェル)理論 梁理論 その他

 

ソリッド、シェル(薄板)、ビーム(梁)理論(要素)の各理論が弾性力学にはあり、この基本理論を基にそれぞれ発展させて有限要素法が確立されています。

どの理論を適用するかは解析対象物の形状で判断を行います。 適当ではない理論(要素)を適用すると正しい解析結果が得られなかったり、莫大な計算時間がかかったりします。


○ ブロック型の形状 (並進3自由度)
  ソリッド(一般3次元)理論の基本から有限要素理論へ


○ 平薄板、曲面薄板 (並進3自由度、回転2自由度)
   2次元平面応力問題 + 板曲げ理論(面外荷重、曲げモーメント)+ 横せん断応力
   板曲げ基礎理論から有限要素法へ 

○ 梁物(並進3自由度、回転6自由度): 細長い棒状形状
  引っ張り/圧縮応力 + せん断応力 + 曲げ応力 + ねじり応力

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