第1回　構造解析をはじめて体験してみよう

目次

1. 構造解析とは

2. 構造解析のフロー

3. 簡易構造解析を使ってフローを体験してみましょう

1. 構造解析とは

構造解析とは、部品や構造物に力（荷重）が加わったときに、どのように変形し、どこにどれくらいの応力が発生するかを計算によって予測する技術です。
製品が

• 壊れないか
• たわみすぎないか

といったことを、試作前にコンピュータ上で確認することができます。

こうした疑問に対して、「勘」や「経験」だけでなく、数値と物理指標の可視化で判断できるのが構造解析です。

2. 構造解析のフロー

構造解析は、一般的に以下のような流れで実施します。

本格的なCAEでは各ステップで適切な設定をおこなうための専門知識が必要になりますが、簡易構造解析では、この流れをシンプルに体験できるようになっています。

3.簡易構造解析を使ってフローを体験してみましょう

ここからは、実際に簡易構造解析Webアプリを使って、構造解析の流れを体験してみましょう。

Step 1：解析モデルを確認する

• この簡易構造解析では、あらかじめ用意された解析モデルを使用します
• 今回は一番左の「片持ち梁の曲げ解析」モデルを選択します（①）

→　形状を自分で作らなくても、すぐ解析体験が可能です。

Step 2：材料物性を入力する

• 今回は、物性の値を直接入力するため、「物性を直接入力」にチェック（②）
• 弾性率は8600 MPa、ポアソン比は0.34と入力します（③）

難しいパラメータ設定は不要で、基本的な物性の数値を入力するだけで簡易的な構造解析が可能です。

Step 3：荷重条件を入力します

• 今回は、「各方向の荷重値を指定する」にチェック（④）
• 各方向の荷重を設定します。今回はX方向：0[N] Y方向：0[N] Z方向：-100[N]とします（⑤）
• 「STEP1のモデルへ反映」をクリックし、解析設定状態を可視化します（⑥）

• 赤い矢印は荷重の方向、青い印は固定している箇所を表しています。この簡易構造解析では、あらかじめ固定する場所が決められていますが、本来は固定条件も自分で設定をします
• マウスのドラッグやホイールで回転・拡大ができます。見終わったら「閉じる」をクリック

Step 4：解析を実行する

 

• STEP4のアンケートを入力し、「解析開始」ボタンをクリック
• 1分以内で計算が完了します

→　この簡易構造解析ではCAE専用ソフトや高性能PCは必要ありません。

Step 5：結果を見てみる

• 画面上部「変位 mm」をクリック（⑦）
• 変位量（変形前からどれくらい変形したか）がカラー分布で可視化されます
• この問題では荷重をかけた部位が最も変位量が大きく、変形していることが分かります

• 次に、「ミーゼス応力 MPa」をクリック（⑧）
• 応力のカラー分布が可視化されます。応力は材料にかかる「負荷」を表していて、応力が大きいほどその箇所が壊れる可能性が高いことを意味します
• この解析結果からは、固定部分に高い応力が生じていることが分かります

「この部分が弱そうだ」「ここは余裕がある」「どれくらい変形するか」といったことが一目で分かります。

Step 6：条件を変えて比較してみる

 

では、解析条件を変えてみてみるとどうなるか、試してみましょう。

• 荷重を大きくするとどうなるか？
• 材料物性を変えると応力はどう変わるか？

→　構造解析において効果的な使い方は「比較」することです

条件を変えて結果を比べることで、設計の方向性が見えてきます。

構造解析を試してみる