解析工房で何を習うのか。

解析工房では、設計者が解析を使う上で知っておかなければならないことを解説します。

解析工房で何を学ぶか。そのひとつは材料力学です。

材料力学は成熟した学問です。それは学問として広く深いことを意味します。設計者が解析を行なう上で、材料力学を隅から隅まで熟知している必要はありません。解析に関連したポイントだけを理解していればいいのです。材料力学の一般的な教科書を理解し、そのポイントを抜き出すことは、相当、時間のかかることです。材料力学の書籍を見るとわかりますが、数式が多く、理解するためには、それ相当の数学の知識も必要となります。設計者が正面から取り組むには敷居が高いでしょう。

解析工房では、解析に必要な材料力学の知識を厳選して教育します。解析工房のテキストに数式はほとんど登場しません。豊富なイラストやムービーで材料力学のポイントを解説します。受講者の皆様の頭の中に、共通のイメージを持ってもらうことによって、生きた知識を身につけることができます。

解析工房の材料力学で習得する項目は以下のとおりです。

  • 単位系と換算
  • 内力と外力
  • 応力について
  • はりモデルについて
  • 部品に発生する応力
  • 応力の成分
  • ミーゼス応力
  • 主応力
  • 部品に発生する変形
  • ひずみについて
  • ひずみの成分
  • 材料の性質
  • 弾性と塑性
  • 材料の性質
  • 降伏条件
  • 応力とひずみの関係
  • フックの法則
  • ヤング率
  • チカラの状態
  • 横弾性係数
  • ポアソン比
  • 許容応力度設計法
  • そのほかの材料定数
  • 安全率
  • 断面二次モーメント
  • 片持ちばりの手計算

解析工房で何を学ぶか。そのふたつめが有限要素法の基礎です。

設計者解析では有限要素法をブラック・ボックスとして扱います。ところが解析の心臓部が有限要素法である以上、その仕組みを知っておくことには十分価値があります。設計者は有限要素法のソフトを開発するわけではないので、有限要素法の理論を詳細に知る必要はありません。有限要素法の仕組み程度を知るだけでよいのです。

有限要素法の仕組みをしっていると、より精度の高い解析を行なうためのメッシュ分割や解析結果の評価の見方が本質的に変わってきます。解析ソフトが表示する最大応力を盲目的に信じていいのかどうか、判断ができるようになります。

解析工房の有限要素法の概論で習得する項目は以下のとおりです。

  • 解析のプロセス
  • 有限要素モデルとは
  • 節点と要素
  • 実物から解析モデルへ
  • 有限要素の種類
  • ソリッド要素
  • シェル要素
  • バー要素
  • 剛体要素
  • 質量要素
  • 有限要素の次数
  • 要素の精度
  • 解析の品質と要因
  • メッシュ・サイズ
  • 自由度
  • 剛性マトリックス
  • 構造解析3つの要素
  • 荷重条件
  • 拘束条件
  • 解析結果のチェック

解析工房ではほかにもさまざまなことを解説します。

解析が有効な範囲を見極める方法や、線形と非線型のちがいについても解説します。フックの法則や運動方程式についても復習します。

また実際に解析ソフトを使って、それがどれほど理論解と合わないのか、合わない理由は何なのか、合わせるためにはどのようにすればいいのかも実習します。

解析工房では、解析に必要な座学を中心に、それを体系付け、解析に必要な総合的な知識として学ぶことができます。

解析をやる、やらない以前に、すべての設計者は材料力学くらいは知っておくべきではないでしょうか。