まるやくんのブログ

使ってみて便利だと思ったモノやサービス、仕事やプライベートで学んでいる事を紹介します。

線形解析と非線形解析の違い

最近設計者CAEと言う言葉をよく聞くようになりました。例えばCATIAV5やSORIDWORKSなど3DCADソフトのオプション機能でCADモデルから直感的な操作で簡単にFEM解析が実施出来るようになりました。以前は線形の強度解析や振動解析が主であったように思いますが、最近では非線形構造解析まで容易に出来ます。上手く使いこなせれば効率良く設計出来るようになります。

手軽に利用できる反面、問題点もあります。非線形で解析すべき事象を線形で解析しているなど、解析の機能を理解しないまま使用していることも珍しくありません。また解析専任者が行う解析は解析の種類にかかわらず条件が標準化されていて結果の妥当性チェックもしっかり行われていると思います。しかし、設計者CAEはそういった運用面が整備されておらず解析結果が一人歩きしてしまい、結果見通しをはずし手戻りが発生し非効率になるケースもあります。

非線形解析で考慮できるものとして、材料非線形があります。金属では塑性変形、ゴムは引っ張り時の高ひずみ領域や圧縮時の応力の立ち上がりが再現出来ます。他にも圧力など物体の変形に追従して荷重ベクトルの向きが変わったり、あるところまで物体が移動すると周辺部品に接触するなど、境界条件の非線形性もあります。

線形か非線形かを判断するには評価したい現象についてどのように解析で再現するか解析専任者とよく議論する必要があります。非線形だけど線形に落としこんで効率的に評価できるケースや、2Dに落としこめるケースもあります。

今後もCAEについて書いていきたいと思います。コメント頂けるとありがたいです。