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はじめに ここ 10 年の間に 有限要素法 (FEA) は 解析専任者のツールとしてだけでなく 設計において実用的に使用できるツールとなりました 現在の CAD ソフトウェアは FEA を内蔵しており 設計者は日常の設計ツールとして製品設計の過程で FEA を使用します しかしながら 最近まで 設計

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Academic year: 2021

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図 6 この簡略化は妥当なこともありますが、もし永久変形を起こすような大き い荷重であり、プラスチックやゴムやエラストマーのようにひずみがとて も大きい(50%以上)材料の場合、材料非線形モデルを使用するべきです。 様々な材料の種類は作用条件下において、性質が大きく異なるため、FEA プログラムは材料についての専門的な技術とこれらの性質をシミュレート するための材料モデルを開発しました。以下の表では、どの材料モデルが どの問題のために最適化に関する、簡単な基礎知識を提供します。この簡略化は妥当なこともありま
図  9:  完全弾塑性材料モデルを用いて得られた非線形応力解析。赤い部分は材料が塑性す る範囲を示します。塑性領域の範囲は部分的です。 図 10 はアルミニウムブラケットの線形応力解析の結果です。最大応力は、 44MPa(6,400psi)となりますが、材料が 28MPa(4,100psi)で降伏する という事実は無視されます。  図 10:  穴開きブラケットの線形応力解析は、材料の降伏応力を超えた応力結果を表示しま す。 材料非線形解析では、材料が最大応力 28MPa(4,100psi)(次ページ図
図 11:  非線形応力解析は、降伏応力までは達していない最大応力を計算しました。弾性範 囲でも、ブラケットが塑性ヒンジ(PlAstIC  hIngE)となる領域に近いことを示していま す。それは荷重に対する許容量の限界となります。 スチール製のペーパークリップを作る際の単純な作業のモデル化である 「曲げ」を行い、次にそれを戻すように「伸ばす」場合には材料非線形と 幾何学的非線形の両方を考慮する必要があります。図 12  は、完全弾塑性 材料モデルを使用し、ペーパークリップが変形していることを示していま す

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