CAE解析の基礎を学ぶ記事一覧
CAE解析とは
CAE解析とは近年ＣＡＥ解析は機械設計を行う上で欠かせない技術となってきております。CAE解析（シーエーイー）とは、Computer Aided Engineering の頭文字の略であり、直訳すると「コンピューター支援設計」です。CAEではコンピューター上に疑似的に再現した製品の設計問題を評価（シ...
CAE解析の種類
CAE解析の種類CAE解析を使って解くことができる設計問題は広範囲に渡ります。下記はCAE解析の一覧となります。設計する対象製品によって、設計問題は異なりますが、中でも次の３つの解析は機械設計を行う上で重要度が高いので基礎を理解しておくと良いでしょう。１．応力解析２．振動解析３．熱伝導解析１．応力解...
CAE解析に必要な知識
CAE解析に必要な知識CAE解析を行うためには、次の３つの知識が必要となります。・ 材料力学をはじめとする工学知識・ 有限要素法の知識・ 解析ソフトの利用知識材料力学をはじめとする工学知識「材料力学をはじめとする工学知識」 はCAE解析を行う前に学習する必要があります。 CAE解析で必要とされる工学...
CAE解析の必要性
CAEの必要性材料力学を用いて解くことができる設計問題は単純な形状に限定されますが、CAE解析を用いることで複雑な形状や複雑な荷重に対する問題を解くことが可能です。例えば、下図の形状であれば材料力学で応力を求めることは容易です。材料力学で応力を求めると、応力 = 荷重／断面積 = 1000／800 ...
有限要素法（FEM)
有限要素法有限要素法について説明します。CAE解析を行う場合、「有限要素法」の基本を理解する必要があります。なぜなら、有限要素法を理解していないと解析結果の評価で間違うおそれがあるからです。有限要素法という言葉から難しいイメージを持たれるかもしれませんが、言葉が難しいだけです。「有限要素法」とは、構...
モデルの準備と形状の簡素化
モデルの準備と形状の簡素化CAE解析で用いるモデルの準備と形状の簡素化について説明します。CAE解析を行うには、モデル（形状）が必要となります。3次元CADの普及により、モデルは3次元CADで作成するのが一般的となっております。3次元CADでモデルを作成するメリットは、フレキシブルに形状を変更できる...
材料（ヤング率とポアソン比）の準備
材料（ヤング率とポアソン比）の準備解析に必要な材料特性について説明します。必要な材料特性は解析対象によって異なりますが、応力、振動、熱の解析の場合、下記の材料特性が必要となります。・縦弾性係数（ヤング率）・ポアソン比・密度・熱膨張係数・熱伝導率・比熱そして応力解析で必要なのは上記のうち、縦弾性係数（...
メッシュ（要素）分割
メッシュ（要素）分割解析を行うためには解析対象の形状を 複数のメッシュ に分割しなければなりません。メッシュの分割は解析結果に大きく影するためとても重要な作業となります。分割方法を間違えば、正確な結果を得ることができず、極端な場合は結果の値が２倍や１／２になったりします。従って、適切なメッシュ分割の...
拘束条件の定義
拘束条件の定義拘束条件とは、「物体の固定方法」 のことです。 下図のように、「はり」 に荷重をかける解析を行う場合、左端を固定する必要があります。固定しなければ当然「はり」全体が動いてしまうからです。拘束条件を定義する場合、 「６つの自由度」 を拘束することになります。６つの自由度とは、 X,Y,Z...
荷重条件
荷重条件応力解析で使用する荷重にはさまざまなタイプがあります。荷重条件を設定する場合、実際の現象にできるだけ近い荷重条件を設定する必要があります。荷重条件で設定するのは、次の３つです。・荷重の種類・荷重をかける位置（面や点など）・荷重の方向どの位置に、どの方向で、どのような荷重をかけるのか決定します...
解析実行
解析実行ここまでにおいて説明した応力解析についての流れをまとめます。＜応力解析の流れ＞１．解析のモデルを準備する２．材料を設定する３．メッシュを作成する４．拘束条件（固定方法）を定義する５．荷重条件を定義する上記の設定が完了したら、必ず設定を再確認します。解析は電卓と同じであり、間違った入力をすれば...
解析結果の評価
解析結果の評価解析が終了したら、結果を表示して正しく解析が実行されたかチェックします。解析ソフトは電卓と同じです。入力が間違っていると、当然出力も間違いです。入力の間違いを防ぐには、厳重なチェックが必要ですが、人間が行っている以上、完全にゼロにすることは難しいです。また、解析を実行してはじめて判明す...
応力の種類（主応力、フォンミーゼス応力）
応力の種類（主応力、フォンミーゼス応力）応力解析では 変位 と 応力 の結果が出力されます。変位は製品の機能を損なわない範囲にあるか確認します。応力は、許容応力以下となっているか、また弾性範囲に収まっているか確認します。弾性範囲に収まっていれば、荷重を取り除くと元の形状にちゃんと戻ります。材料の強度...
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