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Structural FEM

平面トラス解析(節点法)

直接剛性法(FEM)でトラス部材の軸力・節点変位を計算。引張(赤)・圧縮(青)をリアルタイムカラー表示。

トラス設定
プリセット形状
弾性係数 E 200 GPa
断面積 A 10.0 cm²
節点荷重
↓ 正方向=右/上。クリックで編集
最大引張力 [kN]
最大圧縮力 [kN]
最大変位 [mm]
節点数 / 部材数
引張(正)
圧縮(負)
軸力ゼロ
荷重ノード

理論(直接剛性法)

各部材の剛性マトリクスをアセンブルして全体剛性方程式を構成:

$$[K]\{u\}=\{F\}$$

部材軸力(変位から計算):

$$f = \frac{EA}{L}\bigl[(u_j-u_i)\cos\theta + (v_j-v_i)\sin\theta\bigr]$$

部材剛性マトリクス(局所系):$k = \dfrac{EA}{L}$,全体系へ座標変換して加算。

CAE連携: ANSYS LINK180・Abaqus T2D2 トラス要素と同一定式化。橋梁・屋根トラス・クレームブームの初期断面設計、LS-DYNA の明示的解析前の静解確認に活用。

計算例

計算例:ワーレントラスの節点変位と部材力

スパン 6m(3パネル)、高さ 1.5m のワーレントラス、中央に P = 20 kN:

設計基準:JIS B 8370(構造物荷重)、道路橋示方書。鉄道橋ではたわみ L/800 以下が基準。

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