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» 2008年01月11日 11時00分 公開

単位系の統一をキチンとしないから解析をミスる仕事にちゃんと役立つ材料力学(1)(2/2 ページ)

[栗崎 彰/キャドラボ,MONOist]
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まずは、単位系のお話から

 解析工房では、いくつかの手計算による例題をやってもらっています。

 ある数式を示して、そこに値を代入してもらうようなカンタンな計算です。基本的には四則演算で、そのほかは、あってもルートくらい。電卓があれば中学生でもカンタンにできる計算です。それなのに、それなのに……みんな間違えるんですよ。数字としては合っているんですが、問題は単位系なんです。

 これまでの僕の経験では、解析の間違いの80%は入力データの間違い。さらに80%が単位系の間違いです。特に単位系をそろえる部分で間違いが多いようです。

 新しい材料を使うとき、初めて解析するときなど、材料特有の値をさまざまな文献から引っ張ってきますが、単位系がバラバラの場合があります。そこで単位系をそろえるわけですが、これをなぜか間違える人が多いのです。もちろんサラッとできる人もいるわけですけど。

 とにかく単位換算は正確に行っておかないと、後の作業がすべて水のアワとなる可能性があります。

 そこで僕は単位換算に関しては、以下のようにトリプル・チェックをしています。

ステップ1

 まずは単位換算表を使い、自分のアタマと手で単位換算を行ってみます。

ステップ2

 単位換算ソフトを使い、自分の単位換算が正しいかどうか確認します。単位換算ソフトはフリーのソフトが多数そろっています。

alt 図2 ドクターUnits

 僕は「ドクターUnits」というソフトを愛用しています。材料力学では不可欠な応力(いまはまだ何のことか分からなくても構いません)に対応しているソフトです(図2)。

 ドクターUnitsだけでは基本的な単位変換しかできませんので、ドクターUnits用の単位換算データベースを読み込ませて使用します。

ステップ3

 自分の単位換算が間違っていて、万が一、ひょっとすると、われらのドクターUnitsも間違えているかもしれません。まあ、そんなことは0.01%もないとは思いますが……。そこで念には念を入れて3つ目のチェックです。このチェックには単位換算サイトである「ユニットマーケット」が有効です。「2008年新年のごあいさつ」が出ていたので、情報は新鮮かつ継続的だと思います。

 このサイトもしっかりと応力に対応していますよ。

 以上、これだけの方法を使ってチェックしておけば、単位換算も万全です。

単位の統一、ちゃんとやっています?

 ところで、皆さんの会社では単位系を統一していますか? 最近はSI単位系をスタンダードとしている会社が多くなってきました。これは現場での実感です。

 ものはついでですので、SI単位系について少しだけ説明します。SI単位系とは、国際単位系のことです。7つの基本単位を組み合わせて単位を定義します。基本単位の中で長さを表すのは「メートル」です。日本だとこれまで「ミリ」が使用されているのが多かったと思います。現在では、ほとんどの国で合法的に使用でき、多くの国で使用することが義務付けられています。

 日本では、1991年に日本工業規格(JIS)が完全に国際単位系準拠となりました。また1999年10月1日をもって、取引または証明に用いる計量単位はSI単位でなければならなくなりました。これが多くの会社がSI単位系に移行している理由なのでしょう。

 また2002年から、教科書でも採用が開始されました。ダイエットでおなじみの熱量を表す単位cal(カロリー)もSI単位系ではJ(ジュール)となります。「私はメタボなので、ジュールの高いものは、ちょっと……」などというときも間近なのですね。SI単位系についてもっと知りたい方は、ほかのWebサイトや参考書などでも調べてみてください。

 さて、次回より材料力学のお話に入っていきたいと思います。次回は、なんで材料力学を知っていると設計に役立つのか、材料力学の御利益をお話ししたいと思います。

 それでは、今回はこの辺で。お疲れさまでした。(次回に続く

Profile

栗崎 彰(くりさき あきら)

1958年生まれ。キャドラボ 取締役。1983年より24年間、構造解析に従事。I-DEASの開発元である旧 SDRC 日本支社、CATIAの開発元であるダッソー・システムズを経て現在に至る。多くの企業で3次元CADによる設計プロセス改革コンサルティングや、設計者解析の導入支援を行う。特に設計者のための講座「解析工房」が人気。解析における最適なメッシュ・サイズを決定するための「OK法」を共同研究で模索中。



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