1. 有限要素法概論
知っていると結果に差が出ます。
当資料の無断転載を禁ず。
©CADLAB, 2009

2. 実物から有限要素モデルへ
厚さ2mm 30mm
実物
90mm
要素分割
5 6 7 8
節点番号と 101 102 103
要素 節点
番号 番号
要素番号
1 2 3 4
2

3. 三大有限要素
棒状 板状 カタマリ状
イメージ
有限要素
有限要素の Bar要素
要素 Shell要素
要素 Solid要素
要素
名称（呼び方） はり要素 板要素 立体要素
模式図
3

4. パワー系のソリッド要素
四面体に 五面体に 六面体に
円筒管
よる分割 よる分割 よる分割
4

5. シェル要素は中立面の上に
中立面
10ミリ
10ミリ
板の接合部で
は、中立面の
抽出が面倒。
5

6. 三大有限要素まとめ
棒状のもの 板状のもの カタマリ状のもの
実
際の
モ
ノ
ト
ポ
ロジ
ー
要
素
の
種
類
6

7. 剛体要素（リジッド要素）
 節点の自由度と他の節点の自由度を極めて
剛性の高い棒要素（線材）で連結する。
剛性の高い棒要素（線材）で連結する
 自由度のリリースの仕方によって様々な状態
1：1
を表現できる。 節点 節点
多：1
多：多
端部のソケット部に ボルト部分
モーメントをかける を拘束する
7

8. 要素の種類と次数
バー要素 シェル要素 ソリッド要素
棒（線） 三角形 四角形 六面体 五面体 四面体
Bar Tria Quad Hexa Penta Tetra
１
次
２
次
中間節点
自
動
メ
ッシ
ュ
8

9. テトラ1次要素と2次要素の精度
1.6
1.4 理論解：1.4
1.2
1
0.8
08
0.6  考察
0.4  1次要素は2次要
30mm 14mm 7mm 3mm 素より精度が悪い。
 1次要素でも要素を
細かくしていけば精
度が上がってくる。
 1次要素は『硬め』。
9

10. 解析品質：メッシュ・サイズ
端 荷重1N
固
定 解析１回コッキリ
１回コッキリでは、それが
１回コッキリでは それが
正しいかどうかわからない！
様々なメッシュ・サイズで分割
要素長
1 2
3
5 6
1.8 4
要素長
2 1.6
1.5 3
1.4
要素長 最
3 大 12
1.2
1 変
形 1 2
量
要素長 0.8
4
0.75
0 75
0.6
要素長 0.4
5 0.6 0.2
02 1
要素長 0
6 1 2 3 4 5 6
0.5 10

11. 構造解析３つの要素
拘束
構造 モノを表現する
構造
荷重
応力
モノを固定する モノにかかるチカラ
拘束 荷重
境界条件
11

12. 「拘束」の定義方法
Y
X Y Z
並進 ？ ？ ？
Ry 回転 ？ ？ ？
Rz RX 固定＝変位0mm＝動かない
（値を入れると強制変位）
節点 自由＝フリー＝動く
Z X
「固定」と「自由」の組合せで、さまざまな
拘束条件を定義できる。
拘束条件を定義できる
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13. さまざまな状況を表わす拘束条件
y
クランプ
x 完全拘束 X Y Z
並進 固定 固定 固定
回転 固定 固定 固定
y
ボールジョイント
x 回転自由 X Y Z
並進 固定 固定 固定
回転 フリ
フリー フリ
フリー フリ
フリー
y
スライダ
軸方向自由 X Y Z
x
並進 フリー 固定 固定
回転 固定 固定 固定
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