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【計算力学の固体力学2級アプリ】類題をモデル化して実際にやってみた

物理・プログラミング・Python、Web制作・自己啓発

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CAE解析で熱解析をして問題を作成

固体力学2級の問題は実際のCAE解析で解析設定した状態で結果がどうなるかを答えさせる問題が多く、実務でやったことない人は勉強がしにくい分野だと感じています。

そこで、自分は問題作成をしながら勉強にうってつけのPrePoMaxという無料で使える解析ソフトを使っておりまます。

PrePoMaxで熱解析

今回は、計算力学の固体力学2級で出題されている熱解析について実際にモデル作成をして解析をしたいと思います。

PrePoMaxを使ってみます。
PrePoMax version v2.0.0バージョンをインストールしてみました。

例題はYouTubeにもありますので、そちらもご参考ください。

まず、解析の新規作成より使用する単位系を選択します。
ここでは「mm-ton-sec」とします。

FreeCADで作成したStepファイルをインポートします。
こちらがFreeCADで作成したモデル。

PrePoMaxでインポートします。

メッシュを作成します。
ここでは最大サイズ0.1mmとします。

メッシュ作成完了。
4面体要素になっています。

物性値を設定。
熱伝導解析になるので熱伝達率だけを設定します。
ここでは、鉄の熱伝達率80[W/m K]を設定します。

解析の種類は「定常の熱解析」とします。

境界条件などを設定します。
面に与えるときはこちら。

与える面を選択します。

初期温度を与えることができます。
以下のようにPartを選択すると全体の節点に初期温度が課されます。
※今回は初期温度は何も設定していません。

面に温度条件を与えることもできます。

では、実際に解析を実行してみます。

こんな感じの結果になります。
境界条件を設定した面以外は断熱状態なので温度勾配がなく、温度の等高線は面に対して垂直な温度分布になっています。

計算力学の固体力学2級の問題アプリ

これをもとに計算力学の固体力学2級の問題の類題を作成しました。
実際の計算力学の類題となっています。

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。

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。

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。

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