デジタルツインを実現するCAEの真価
連載
» 2020年11月09日 10時00分 公開

架台設計における解析の勘所と実践手順実例で学ぶステップアップ設計者CAE(6)(3/4 ページ)

[土橋美博/飯沼ゲージ製作所,MONOist]

要素(メッシュ)について

 ここでは、筆者がよく使用している要素(メッシュ)の種類とその用途について解説します(図6)。

要素(メッシュ)の種類 図6 要素(メッシュ)の種類 [クリックで拡大]

固体要素(ソリッドメッシュ)

 一般的に、3D CADでモデルを作成すればソリッドモデルが作成できます。このようなモデルを要素分割するには、この「固体要素」で分割します。ミッドレンジのCAEでは、中間節点を含む四面体を作成し、ハイエンドでは六面体を使用します。万能型の要素といえます。

梁要素(ビームメッシュ)

 梁構造、例えば角型鋼管やH型鋼などの溶接鋼材を利用するような場合に使用します。筆者は、棒の肉厚の変化は見ず、棒の曲がりなどの軸方向について検証する場面で使用しています。

板要素(シェルメッシュ)

 薄板形状のモデルなど、その板厚そのものの変化を検証しない場合に使用します。

 それでは、「梁要素」を使用して解析モデルを要素分割し(図7)、解析を実行してみましょう(図8〜11)。

梁要素による要素分割(混在メッシュ) 図7 梁要素による要素分割(混在メッシュ) [クリックで拡大]
変位結果 図8 変位結果 [クリックで拡大]
梁要素の軸応力(軸方向の応力)結果 図9 梁要素の軸応力(軸方向の応力)結果 [クリックで拡大]
選択した梁のローカル軸 図10 選択した梁のローカル軸 [クリックで拡大]
曲げモーメントによる曲げ応力(図9 軸2の方向) 図11 曲げモーメントによる曲げ応力(図9 軸2の方向) [クリックで拡大]

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