モール円 — CAE用語解説

モールの応力円は、ある点の応力状態を2次元のグラフで表現する手法だ。横軸に法線応力σ、縦軸にせん断応力τを取ると、任意の面に作用する応力が円上の点として表される。主応力、最大せん断応力が一目で分かるんだよ。

CAEが主応力を自動計算してくれるから手計算で描く機会は減ったけど、応力状態の物理的理解には不可欠だよ。「この部品は引張支配か、せん断支配か」をモールの円で直感的に判断できると、結果の妥当性チェックが速くなるんだ。

3つのモールの円（σ1-σ2平面、σ2-σ3平面、σ1-σ3平面）が重なった図になる。最大せん断応力は最大の円の半径(σ1-σ3)/2。von Mises応力は3つの主応力差の2乗和の平方根だから、モールの円を見れば「von Misesが大きくなる条件」が直感的に分かるよ。

溶接部の評価で「この面に作用するσとτは？」と聞かれたとき、モールの応力円で変換できる。また面接試験で「この応力状態の主応力は？」と聞かれるのは定番問題。CAEエンジニアの基礎教養だと思っていいよ。

2軸応力状態のモールの円を5秒で描けるようになると、応力のセンスが磨かれるよ。