![見出し画像](https://assets.st-note.com/production/uploads/images/137834493/rectangle_large_type_2_862076bb821f51bf5efee87a59544631.png?width=1200)
【固体力学2級問題アプリ】2次元の応力集中の有限要素法。PrePoMaxを使ってみた。
こんにちは。
カマキリ@t_kun_kamakiriです。
今、計算力学技術者の固体力学2級・・・・みたいな問題アプリを作っています。
【このnoteの内容】
このnoteでは計算力学技術者の固体力学の問題アプリ制作などの活動を綴るものです。
問題アプリ以外の活動も報告していきます。
「計算力学って何?」って方はこちらのマガジンをはじめからもらえれば
_( _ _ )_
実際に静解析をして問題を作成
固体力学2級はCAE解析の問題も多く含まれます。
ですので、固体力学2級アプリでは、実際に自分で解析をして、それをそのまま問題として採用しています。
こちらの問題はPrePoMaxで解析した結果を使って問題を作成しました。
PrePoMaxは自宅のPCでCAEが解析できる無償のソフトです。
![](https://assets.st-note.com/img/1713531903568-5B1avbNbRl.png)
![](https://assets.st-note.com/img/1713531914766-bIp3IfF2oD.png)
【計算力学固体2級で出そうな問題】
— カマキリ🐲CAE頑張る (@t_kun_kamakiri) April 18, 2024
孔あき平板の弾性解析(有限要素法)
出そうというか類題は出ている pic.twitter.com/WFYxaZGpLD
これを見て、固体力学2級の問題アプリに興味を持った方や、自宅でCAE解析をすることに興味を持った方もいるでしょう
PrePoMaxで2次元の応力集中のCAE解析
PrePoMaxを使った解析の設定を簡単に説明しておきます。
PrePoMaxは以下のサイトからダウンロードします。
モデル作成はFreeCADなどで作成します。
![](https://assets.st-note.com/img/1713531960989-Jo3DbpNvFm.png?width=1200)
単位系を選択肢、2次元の平面応力モデルを選択。
![](https://assets.st-note.com/img/1713531965229-A3XVx02PPM.png?width=1200)
メッシュサイズを決めます。
![](https://assets.st-note.com/img/1713531967382-oejX9KU9Hv.png?width=1200)
メッシュ作成。
![](https://assets.st-note.com/img/1713531965065-qOrODd7db3.png?width=1200)
材料特性を設定。
![](https://assets.st-note.com/img/1713531965239-A0MjOb4xNy.png?width=1200)
材料をモデルに割り当てます。
![](https://assets.st-note.com/img/1713531969810-fhygbIrBZI.png?width=1200)
※「Shell Sectoin」だと計算実行時にエラーになってしまいました。シェルなのに・・・・
静解析を選択。
![](https://assets.st-note.com/img/1713531970692-pU0mzKkv7A.png?width=1200)
境界条件を設定します。
![](https://assets.st-note.com/img/1713531973328-kEpFJTGWzl.png?width=1200)
![](https://assets.st-note.com/img/1713531978149-AXQSQghL1G.png?width=1200)
![](https://assets.st-note.com/img/1713531975681-ZgclOTOIhr.png?width=1200)
境界条件の設定をまとめると以下となります。
![](https://assets.st-note.com/img/1713532397027-xugkgOrRwk.png?width=1200)
そして解析実行。
結果を確認します。
![](https://assets.st-note.com/img/1713532419112-R0iL8IoyNK.png?width=1200)
フルモデルだと平均応力σ=1000/1*(100-20) = 12.5MPa
a/b = 0.2より応力集中係数α=2.5
![](https://assets.st-note.com/img/1713532483931-t3hdnemega.png?width=1200)
これより最大応力はσmax = 31.25MPaなので、CAE解析はおおよそ理論値と一致していることがわかります。
モデルの作成など詳細を知りたい方、有限要素法の学習、計算力学に対する相談などは以下のココナラよりご相談ください。
ココナラでの相談も開始
有限要素法をPythonで実際にプログラムして勉強するサービスをはじめました。
●有限要素法を用いた構造解析 有限要素法の式を確認し、Pythonのコードを書きながら有限要素法を学ぶことができます。
・2次元1次要素
・2次元2次要素
・3次元1次要素
・3次元2次要素
などをプログラムを書きながら学ぶことができます。
計算力学技術者資格の内容の疑問、CAE関係の解説書で理解できない点などのご相談にも乗ります。
アプリのダウンロード先
気になった方はまずはLINE登録からよろしくお願いいたします。
とりあえずどんな感じか見たい人は、次のLINE公式から友達追加すると今作っている問題集アプリの1部を閲覧できるので見てみてください。
![](https://assets.st-note.com/img/1713532611311-yjPUJrpkdl.png?width=1200)
計算力学技術者資格以外にも複数アプリを作っております。
![](https://assets.st-note.com/img/1713532611383-D44dPDV6Mp.png?width=1200)
2024年2月にリリースして、はじめて購入者様から評価いただきました。
![](https://assets.st-note.com/img/1713532720445-hWLRpO89M3.png?width=1200)
ひとまずご満足いただけたようです。
良い評価をご丁寧に書き込んでいただけたのはうれしいですね。ただ、なんで5☆ではないのか知りたいです(笑)
リリース直後なので改善は続けていきます。
まとめ
PrePoMaxはすごく簡単に使うことができる無料のソフトです。
2022年までのリリース時点ですが日本語の書籍もあります。
ブログ➡宇宙に入ったカマキリ(物理ブログ)
Youtube➡カマキリ理系ブログ
X➡@t_kun_kamakiri
LINE公式➡こちら
計算力学固体力学2級アプリ➡こちら
計算力学熱流体2級アプリ➡こちら
この記事が気に入ったらサポートをしてみませんか?