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KoCAD · 画面と機能

構造解析(ベータ):応力・たわみ・固有振動数・座屈と最軽量 JIS 形鋼

概要。 KoCAD で作成した溶接構造(KOREOS ライブラリの JIS 形鋼部材)の強度と変形を素早く確認します。3D ビュー上に応力・たわみ・利用率をカラー表示し、固有振動数・線形座屈を計算し、条件を満たす最も軽い JIS 形鋼を提案します。ベータ版です。線形・弾性の計算で、耐力を保証するものではありません。実案件(新200m³ 架台)の検証は未了です。製作の判断はエンジニアリングが行います。

最終更新 最新バージョン KoCAD 0.31.0

概要。 KoCAD で作成した溶接構造(KOREOS ライブラリの JIS 形鋼部材)の強度と変形を素早く確認します。3D ビュー上に応力・たわみ・利用率をカラー表示し、固有振動数・線形座屈を計算し、条件を満たす最も軽い JIS 形鋼を提案します。ベータ版です。線形・弾性の計算で、耐力を保証するものではありません。実案件(新200m³ 架台)の検証は未了です。製作の判断はエンジニアリングが行います。

1. 開く。 構造を開いた状態で 評価 → 構造解析(またはツール)。右側にパネルが開き、節点・部材・解析区間の数を表示します。他の部材の途中で終わる部材はその区間を分割し、交差は剛接合として扱い、警告を表示します。

2. 材料。 KOREOS ライブラリには出典が確認された強度値がまだないため、KoCAD は推定しません。各材料の E・ν・許容応力を出典つき(規格・版・板厚/調質の範囲)で入力してください。密度は構造の KOREOS 材料から取ります。未入力だと「計算」は押せず、理由を赤字で表示します。

3. 支点と荷重。 上方向(SolidWorks 標準は +Y)を選びます。「最下部を支持」で脚を固定、任意の節点も支持できます。種類:固定、ピン、フォーク(ねじれを拘束したピン。単独の梁に使用)、ローラー(部材軸方向に自由)、個別指定(6 自由度)。荷重:自重、水平・鉛直・全部材への分布荷重(kN/m)、面圧(kPa)× 負担幅(安全側に線荷重へ換算)、節点荷重(kN)。

4. 判定基準と計算。 たわみ制限(L/n)と、必要なら座屈係数の下限を入力。「メモリ見積り」で使用量を事前に表示します。「計算」は別プログラム(kocad_fea)を 2 GiB・1 スレッド・時間制限つきで起動し、「キャンセル」ですぐ止まります。

5. 結果の見方。 表示を選択:利用率(緑→赤、紫は 1 超過)、応力(MPa)、変位(mm)、軸力(kN)、曲げモーメント(kN·m)。凡例に最小・最大と単位、灰色の変形図は表示の倍率(×N、調整可)。部材は利用率順。部材をクリックしてプローブを動かすと、任意点の N・V・M・応力・変位を表示します。最大値・質量・反力・つり合い(荷重合計=反力合計と残差)もパネルに表示。「機構」と出た場合は、拘束されていない節点と自由度を示します。

6. 固有振動数と座屈。 静解析の後、「固有振動数」「線形座屈」を同じ支点で計算。モードをクリックするとビューに表示します。座屈は全荷重の倍率 λ で、曲げ座屈のみ。局部座屈・横ねじれ座屈・実耐力は含みません。

7. 最軽量の形鋼。 「最軽量 JIS 形鋼の提案」は部材グループごとに同系列の形鋼を軽い順に試し、全部材で応力・たわみ・座屈を満たす最も軽いものを提案します。「外形寸法を変えない」で接合・はめ合いを維持。重量と KOREOS 公式単価による費用の前後比較、部材表案(CSV 保存可)を表示。「提案を適用」を確認するまで変更されず、元に戻すで取り消せます。

8. 古い結果と報告書。 文書を編集すると結果は「古い結果」になり、カラー表示は消えます。再計算してください。「PDF 報告書」は日・葡・英で、計算の識別(リビジョン、ハッシュ、プログラム版)、出典つきの全入力、最大値、つり合い、結果図、部材、反力、モード、提案を出力します。

9. 穴あき板。 「穴あき板(平面応力)」は中央に円孔のある引張板を計算し、全断面・正味断面の公称応力と穴縁のピーク応力を分けて表示、応力集中係数 Kt、メッシュ収束表と外挿値、カラー図とプローブを示します。面内荷重のみで、板曲げは計算しません。

軽さ。 KoCAD 起動時に読み込むものは増えていません。パネルを閉じると結果を解放します。

KoCAD 0.29 — structural analysis
KoCAD 0.29 — structural analysis
KoCAD 0.29 — plate with a hole
KoCAD 0.29 — plate with a hole

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