構造解析する方法について教えてください。


 ある部品に応力を印加し変形をシミュレーションする方法として、
有限要素法があります。
質1 有限要素法以外で、上記のようなシミュレーション方法はありますでしょうか?
質2 有限要素法で変形をシミュレーションすることを専門用語ではなんというのでしょうか?構造解析でしょうか?

以上、2つの質問のご回答を宜しくお願い致します。

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  • 登録:2013/10/27 18:33:49
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ベストアンサー

id:language_and_engineering No.1

lang_and_engine回答回数170ベストアンサー獲得回数632013/10/28 23:37:21

ポイント200pt

>質1 有限要素法以外で、上記のようなシミュレーション方法はありますでしょうか?

「材料力学の初歩的な手法を用いる」という手があります。


そして,この材料力学的な計算の精度を格子状に細かくしたものが有限要素法ですから,構造解析で主に用いられる手法は有限要素法なのです。

また,ひとくちに有限要素法と言っても,
いかにメッシュを切るか,計算時間とアルゴリズムはどうするか,熱など各種の物理量のモデル化はどうするか
などなど,工夫のタネは尽きません。

現実的には,有限要素法を用いて計算してくれる市販の構造解析ソフトを使うにあたって,どのソフトをどう使うか,という問題に直面します。

そういうわけで,「方法は有限要素法しかない」と考える必要はありません・・・そこから先に,工夫のしどころが無尽蔵に転がっていますので。


>質2 有限要素法で変形をシミュレーションすることを専門用語ではなんというのでしょうか?構造解析でしょうか?

おおまかな呼び方は,FEM解析とか応力解析とかです。

でも,これはあくまで材力の呼び方であって,計算対象を単なる弾性体として抽象化していますから,具体的な言い方ではありません。

何の構造解析をするのか,どれぐらいの精度で,どういう有限要素法で何をモデリングするのか,で呼び名も変わってきます。というか自由に呼び名を付けてしまいます。

材力を応用する専門分野によって解析対象がばらばらに異なりますから,「~~解析」の呼び名もまちまちです。


URLは,例えばこのへんでしょうか。
http://www.kouzan-technology.com/cad/fem-structural-analysis

id:language_and_engineering

>捕捉質問なのですが、有限要素法の上位概念といえば、構造計算でよろしいでしょうか?

材料屋さんがそのように言うのは,OKです。

構造計算という仕事・目的を果たすために,具体的に必要になる手法が有限要素法ですから,「有限要素法の上位概念は構造計算だ」とおっしゃっても問題ありません。実務を果たす上で的確だと思います。


ただし,実際にはちょっと異なります。

有限要素法は,場の物理量を数値計算で求める手法の1つです。

これは構造だけでなく,電磁場や流体の解析にも使う事が出来る汎用的な技術です。いろんな問題に適用できるわけです。


したがって,有限要素法の上位概念は,本当は「数値計算」という分野ですね。

有限要素法と構造解析は,上位概念と言うより,「適用対象」の関係にあります。


関係を整理してみましょうか。

・数値計算の手法
  ・有限差分法
  ・有限要素法(※材料力学でよく使われるのはこの手法)
  ・境界要素法
  ・ほかいろいろ

・有限要素法の適用分野
  ・構造解析
  ・電磁場
  ・流体
  ・ほかいろいろ

2013/10/29 22:40:48

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id:language_and_engineering No.1

lang_and_engine回答回数170ベストアンサー獲得回数632013/10/28 23:37:21ここでベストアンサー

ポイント200pt

>質1 有限要素法以外で、上記のようなシミュレーション方法はありますでしょうか?

「材料力学の初歩的な手法を用いる」という手があります。


そして,この材料力学的な計算の精度を格子状に細かくしたものが有限要素法ですから,構造解析で主に用いられる手法は有限要素法なのです。

また,ひとくちに有限要素法と言っても,
いかにメッシュを切るか,計算時間とアルゴリズムはどうするか,熱など各種の物理量のモデル化はどうするか
などなど,工夫のタネは尽きません。

現実的には,有限要素法を用いて計算してくれる市販の構造解析ソフトを使うにあたって,どのソフトをどう使うか,という問題に直面します。

そういうわけで,「方法は有限要素法しかない」と考える必要はありません・・・そこから先に,工夫のしどころが無尽蔵に転がっていますので。


>質2 有限要素法で変形をシミュレーションすることを専門用語ではなんというのでしょうか?構造解析でしょうか?

おおまかな呼び方は,FEM解析とか応力解析とかです。

でも,これはあくまで材力の呼び方であって,計算対象を単なる弾性体として抽象化していますから,具体的な言い方ではありません。

何の構造解析をするのか,どれぐらいの精度で,どういう有限要素法で何をモデリングするのか,で呼び名も変わってきます。というか自由に呼び名を付けてしまいます。

材力を応用する専門分野によって解析対象がばらばらに異なりますから,「~~解析」の呼び名もまちまちです。


URLは,例えばこのへんでしょうか。
http://www.kouzan-technology.com/cad/fem-structural-analysis

id:language_and_engineering

>捕捉質問なのですが、有限要素法の上位概念といえば、構造計算でよろしいでしょうか?

材料屋さんがそのように言うのは,OKです。

構造計算という仕事・目的を果たすために,具体的に必要になる手法が有限要素法ですから,「有限要素法の上位概念は構造計算だ」とおっしゃっても問題ありません。実務を果たす上で的確だと思います。


ただし,実際にはちょっと異なります。

有限要素法は,場の物理量を数値計算で求める手法の1つです。

これは構造だけでなく,電磁場や流体の解析にも使う事が出来る汎用的な技術です。いろんな問題に適用できるわけです。


したがって,有限要素法の上位概念は,本当は「数値計算」という分野ですね。

有限要素法と構造解析は,上位概念と言うより,「適用対象」の関係にあります。


関係を整理してみましょうか。

・数値計算の手法
  ・有限差分法
  ・有限要素法(※材料力学でよく使われるのはこの手法)
  ・境界要素法
  ・ほかいろいろ

・有限要素法の適用分野
  ・構造解析
  ・電磁場
  ・流体
  ・ほかいろいろ

2013/10/29 22:40:48
id:mizore_chan

丁寧なご回答有難うございます。

捕捉質問なのですが、有限要素法の上位概念といえば、構造計算でよろしいでしょうか?これも宜しくお願いします。

  • id:takejin
    これだけ長い間構造解析手法として君臨しているから、ほかの方法は勝てないのだろう。
    境界要素法は、変位量が大きくなると誤差が大きくなるし。
    応用ソフトが多いから、そこから使いやすいのを選ぶのがいいのでは?

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