C08  一次元トラスモデル



努力目標

  覚える




技術士試験の問題からは必要最小限の引用にとどめる。(問題)が記されている部分はその引用である。

問題および解答は日本技術士会のホームページより必要に応じて入手してください。

  技術士第一次試験の問題       技術士第一次試験の正答(答え)  



問題番号が赤字のものは、ボーナス問題

H17年 Ⅰ-3-3




H17年 Ⅰ-3-3

H17年度問題 

正答: ⑤

(解答)

一次元構造トラスの有限要素法を用いる解析では、各節点1~4の間に重りとバネの関係があるとして記述する。1-①-2、2-②-3、3-③-4、4-④-5はそれぞれ独立に動こうとする。そうすると、要素②を補強したときに関連する項は2-②-3となる。対称性から考えると、(2,2)や(3,3)、(2,2)(3,3)(2,3)はあり得ない。答えは(2,2)(3,3)か(2,2)(3,3)(2,3)(3,2)のどちらかである。

答えの(2,2)(3,3)(2,3)(3,2)に至る道筋は以下の解説に示すとおりである。


(解説)

有限要素法は難しくない!?(CAE技術者のための情報サイト)より超抜粋

詳細は出典のサイトを見ていただくとして、出典に基づき概略の解説を加える。

一次元トラス構造において節点1と節点2の関係を示している。




この関係をベクトル表示すると次の式となる(導出過程は示されている)。



同じく、節点2と節点2の間の関係式は次のようになる。



節点1、節点2および節点3の関係を表したものが次のマトリックスである。






問題に示された、節点1~5の関係を記述すると次のようになる。kが関係するところが、本出題が求めているか所である。(2,2)、(2,3)、(3,2)、(3,3)である。






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