Solidworks静応力解析の材料パラメータは二つだけ


「静応力解析」という言葉からは、何やら複雑に強度を計算するもの、と思うかも知れない。

しかし、エンジニア的にシンプルに「ひも解く」と、実はたった二つの材料パラメータだけが必要であることが理解できる。

さらに、重力を考慮しなければ、静応力解析に必要とされるパラメータはたった一つに絞ることができる。


静応力解析において絶対的に必要とする材料パラメータは「ヤング率(縦弾性係数)」。

そもそも、静応力解析は複雑な3次元モデルを4面体や6面体などの要素によってメッシュ切りを行う。

理論的には、このメッシュサイズが小さいほど、解析精度は高くなる。
これは、アナログの2字曲線グラフを微分によって近似するイメージを想像すると、その理解は早いことだろう。

得られたメッシュに力(ちから)を与えて、節点の変位をそれぞれ求める。
この変位は、モデル材料が持つ「ヤング率」から変形量となる変位を求める。

正確には、アナログに近いデジタルモデルを、メッシュで切り刻んで近似しているので、少なからず微量の誤差が含まれる。

そして得られた変位を積分することで、それぞれの節点における応力を求めているのが静応力解析の原理である。

重力を考慮する場合には、モデル物体の重量が必要であることから、物体の「密度」が二つ目として必要とされる材料パラメータとなる。


重要な「ヤング率」は、「F=kx(フックの法則)」によって求められた材料の「伸び縮み」特性を表す係数なのである。

このように「目に見えない事象」は、方程式のように「シンプルなモノ」に変換してひも解くと、数字として見える化できる「面白い世界」へと変貌する。
静解析の実践と信頼性