トラス部材の荷重計算
2023.4.1 更新
トラスの部材にかかる計算を行います。
Code_Aster & Salome-Meca 日本語解説に掲載されていたBARRE要素の説明資料とページに掲載されていた解析データ(*.med,*.comm)を使い、動作を確認しました。
＜記事作成時環境＞
Salome-Meca 2018 for Windows
Salome-Meca 2021 for Windows
１．解析の概要
トラス上にある任意1点のピンにかかる荷重から各部材にかかる荷重（引張り力or 圧縮力）を計算します。
このトラスは、「ワーレントラス」といい、正三角形になるように部材を組み合わせています。
要素：BARRE要素（バー要素）
２．計算結果
掲載ページにあるデータをほぼ流用できました。
左側の支点から斜め右上にある部材（Tr1)：-1.15N（圧縮）
左側の支点から右にある部材（Tr2)：0.577N（引張り）
３．部材荷重の検算
トラスの代表的な計算方法である節点法で任意の部材の荷重を抜取りで確認をしました。（他には切断法というやり方もあります）
進め方は、①支点の荷重を計算から支点周りの部材の荷重を計算を行い、②この部材に隣接する部材の荷重を計算していきます。
１）支点反力の計算
荷重は、Z方向のみで、支点の中心にあるため、両側の荷重は等しい。
従って、支点A、B共に X方向：０N、Z方向＝１N
２）A点周りの部材にかかる荷重の計算
赤矢印は、部材内に働く内力で各部材には引張荷重がかかると仮定して計算を行います。（とてもややこしいのですが、いろいろな教科書にも書かれており、定石なのでなれましょう。）
＜A点のZ方向周りのつり合い＞
Tr1 x sin60°+1 = 0
Tr1 = -1 / sin60° = -1.15（マイナスなので圧縮）
＜A点のX方向周りのつり合い＞
Tr1 x cos60° + Tr2 = 0
Tr2= - Tr1 x cos60° = 0.577（プラスなので圧縮）
この結果から、SalomeMecaの部材荷重の計算が行われています。
４．その他
・他にも機能があるかもしれませんが、普段仕事では使わないことと、トラスの基本的な動作確認をしたいためここまでにとどめました。
・Kengo MEADA様におかれましては、貴重なデータを「Code_Aster & Salome-Meca 日本語解説」のWeb上へ公開いただきましたこと、お礼を申し上げます。
引用ページ：Code_Aster & Salome-Meca 日本語解説 BARRE要素 URL: https://sites.google.com/site/codeastersalomemeca/home/code_aster-1/bimu-youso/barre-youso
メッシュファイル（*.med)、コマンドファイル(*.comm)を以下に示します。