応力が読めれば設計はできる(1) ー 応力は線で描けるか?
お読み頂きありがとうございます。構造設計をするとき行うFEM解析。きれいな虹色の分布図(コンターって呼びます)が出るとひと仕事した感じになるんですが、その先どうしたらいいのかわからない。そんな悩みがある方に是非お読み頂きたいと思って書き始めました。応力って、要するに「そこにかかってる力」なんですが、色々あって、いまいちわからない。ネット検索すると「応力テンソル」って行列が出てきて記号がずらり。ここで逃げ出したくなるわけです。でも怖がらなくても大丈夫。号列の計算を自分でやる必要は無い、それが現代の構造力学です。 応力が力(ちから)なら、それには方向があるはずで、磁力線みたいに線で描けるのではないか?結論はYES。タイトルの絵がそれで、片持ち梁の場合を描いています。ただし、磁力線と違う事が2つあって、・応力の線には向きが無い・直角に交わる線が存在磁力線がSからNに向かう矢印をもっているのに対して、応力にはそれがありません。「左右に引っ張り」「上下に圧縮」というように、応力の力は対称に加わるので向きが無いのです。その代わり符号があって、引っ張りはプラス、圧縮はマイナスという事になります。そして直角に交わる線の存在。左右に引っ張る力があれば上下に圧縮する力も同時に存在する場合があって、その方向は必ず直交する。これが磁力線と違うところです。こういった性質は全て、磁力はベクトルで、応力はテンソルだという数学的な違いによるのですが、その数学をマスターする必要はありません。それはコンピューターがやってくれます。この応力の線を表示するというのはちょっと難しくて、FEMのソフトにそのような機能はつ
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