CAEの基本機能に応力解析がある。
SOLIDWORKSにSimulationXpress(シミュレーションエクスプレス)という機能制限版ではあるが応力解析を行うオプションが標準でついている。
ソリッドワークスの上位バージョンであるSOLIDWORKS Premiumには機能制限のない応力解析を使うことができる。
応力解析を実施後に評価をするが、主に変位と応力で評価を行う。
応力とは
応力の基本公式は［応力＝荷重÷面積］でSI単位系を基準とした場合の単位は［N/m2］＝［Pa］(パスカル)となる。
荷重の基本公式は［荷重＝重力加速度×質量］なので、重力加速度は9.80665m/s2なので1N(ニュートン)は、0.102kgの重りが、1m×1mの正方形の上にりのっている状態になる。
単位の考え方
機械設計や機械加工の分野の基本単位は、mmを扱う。mm基準で応力を考えると
［N/mm2］＝［106N/m2］＝「MPa」(メガパスカル)で考えることが多い。
1m×1mの正方形の上に約100トンの重りが乗ってることになる。
または、1mm×1mmの正方形の上に約0.1kgの重りが乗ってることになる。
どちらもイメージしにくいかもしれないので、10mm＝1cmを基準に考えると
1cm×1cmの正方形の上に約10kgの重りが乗ってると考えることができる。
応力解析や材料力学で一番の難点は、単位換算になるが、ソリッドワークスでは、荷重を扱うときにkgを基準に考えることができるので、出てきた応力値を見たときに身近なもので考えれるようにしておくと評価をしやすくなる。
参考
圧力と応力は単位自体は同じ単位の考え方となる。
天気予報などで気圧の単位をhPa(ヘクトパスカル)で表現する。ちなみに1気圧は約1,000hPaとなり、ヘクト＝102なので、1,000×100＝105となり、約0.1MPaと表現することができる。
応力とは、体の内部に生じる力の大きさを示す物理量という表現をするが、応力は英語で「stress」(ストレス)となり、普段の会話で使われるストレスとほぼ同義と考えてよい。
