令和元年度技術士第二次試験問題［機械部門］　選択科目（材料強度）Ⅱ-1-1　複雑な構造物の力学的挙動を予測する手法

1.複雑な構造物の力学的挙動を予測する手法
　複雑な構造物の力学的挙動を予測する手法を2つ挙げ、次項に手これらの特徴と留意点を述べる。
①数式モデルによる予測
②有限要素法解析による予測

2.特徴と留意点
①数式モデルによる予測
構造物を端的に示した計算概念モデルを数式化して解を求め、挙動を推定する手法である。例えば、吊荷フックを片持ち梁モデルとし、たわみを計算することが該当する。比較的簡易な手法であるため、計算しやすいが実態との誤差が出やすい特徴がある。そのため単純化と精密化の双方を検討する必要がある。手順は、初めに簡易モデルを作成し段階を経て妥当な解が得られるようにモデル修正を繰り返し行う。留意点はモデル化していない部材による変形、荷重等の影響を考慮しなければ適切な解を得られないことである。

②有限要素法解析による予測
有限要素法モデルを作成し、物性値や荷重条件を入力して挙動を予測する手法を挙げる。構造物の詳細までモデル化することが可能であり、高い精度を確保できるが、モデル規模に比例してリードタイムも大きくなりやすい特徴がある。留意点は、解析モデルの妥当性及び結果の検証を十分に行わなければ信頼性のある解を得られない可能性があることである。

以上

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