FEM(有限要素法)とは

FEM(Finite Element Method:有限要素法)は、複雑な形状を多数の小さな要素(メッシュ)に分割し、各要素の力・変形・温度を計算して全体の挙動を数値的に予測する解析手法です。物理的な試作・試験の前に「コンピュータ上でテストする」ことで、設計コストと時間を大幅に削減できます。

FEM解析の種類

解析種類 確認できること
構造解析 応力・ひずみ・変形量の分布
熱解析 温度分布・熱流束
流体解析(CFD) 流速・圧力・乱流
固有値解析 固有振動数・モード形状
非線形解析 弾塑性・大変形・接触

解析の基本フロー

1. ジオメトリ(3Dモデル)の読込
2. メッシュ生成(要素分割)
3. 材料特性の設定(ヤング率・ポアソン比等)
4. 境界条件(荷重・拘束)の設定
5. ソルバー実行
6. 結果の可視化・評価

主要FEMソフトウェア

ANSYS・Nastran(Hexagon)・Abaqus(Dassault)がハイエンド。SolidWorks Simulation・Fusion 360のSimulation機能は中小企業向けに手頃です。

FEM解析の普及で「設計1回・試作3回→設計3回・試作1回」という開発プロセスの転換が進んでいます。