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UC-1シリーズ 構造解析/断面
Engineer's Studio  Engineer's Studio® 面内 Ver.2
  任意形平面骨組みの面内荷重計算プログラム
  初版リリース : '09.05.19 / 最新Ver.リリース : '13.08.08
¥232,000(税別)
レンタル¥69,600〜(税別)
    Engineer's Studio® 面内  活荷重一本棒解析オプション ¥20,000(税別)
    Engineer's Studio® 面内  土木構造一軸断面計算オプション ¥143,000(税別)
 
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  プログラム概要
ライン
Engineer's Studio®は、プレ/ポスト/ソルバーを当社が自社開発した材料非線形、幾何学的非線形解析ができる立体FEM解析プログラムです。

Engineers Studio® 面内は2次元弾性解析製品であり、多くの要望をもとに開発された、UC-1 FRAME(面内)の後継製品です。ユーザインターフェースは元となったEngineer's Studio®を踏襲しており、必要な際に、立体解析が可能なEngineer's Studio®にスムーズに移行できます。
  • 2次元解析に特化した解析ツール
  • 材料/幾何学的線形、静的解析
  • CADスタイルのグラフィカルな節点、要素作成インターフェース
  • すべてのデータの作成、編集が可能な表形式入力

  関連情報
新製品紹介記事
PRのページ
3D PDF出力例
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  Engineer's Studio® 面内 Ver.2.02.00<2016年 7月 7日リリース>
ライン
  1. レポート出力内容の一元管理に対応
  2. 表形式入力の複数セル貼り付けに対応
  3. 道示Vのせん断耐力にディープビーム効果が可能
  4. モデル上で選択すると表も選択状態になる機能に対応
  5. 節点が重複しているとみなす閾値に対応
  6. コピー&ペ―スト時に同一節点とみなす閾値の定義に対応
  7. 節点や要素を位置でソートする機能に対応
  8. 鏡像位置に移動や複写するコマンド「ミラー」を追加
  9. H14道示VタイプI に「Edesを考慮する」スイッチを追加
  プログラムの特長
ライン
材料、幾何学的線形の二次元面内解析プログラム。ひとつのモデルの中で、梁要素とトラス要素を組み合わせることが可能です。ユーザインターフェースもEngineer's Studio®とほぼ同じで、直感的なCADスタイルの入力と編集で、より手軽にモデルの作成および編集が可能です。

■ プログラムの特長
  • マウス操作による連続はり要素作成機能、節点の配置(要素長の変更)、フレーム要素の配置、ばね要素の配置、剛体要素の配置 (*1)
  • 強力な検索機能(節点、フレーム要素、ばね要素、剛体要素) (*1)
  • グループ単位での表示/非表示、グループ毎に最大/最小曲げモーメントの計算 (*1)
  • 死荷重ケース、水平震度荷重の自動生成機能
  • 部材変位の計算 (*1)
  • 支点は選択状態で変更可能、要素を再分割しても荷重状態は保持 (*1)
  • ばね要素は剛体要素の主節点に接続可能、剛体要素には複数の要素を接続可能 (*1)
  • モーメント荷重は分布ばね支持された梁要素に入力可能 (*1)
  • プレストレスのような要素の内力は分布ばね支持された梁要素に入力可能 (*1)
  • UC-1 FRAME(面内)のデータファイル(.fsd)、(.$o1)を読み込み可能
  • 基本荷重ケース/組合せ荷重ケースに対してフレーム要素着目点間Mmaxを自動算出

   ※ (*1) : 従来製品「UC-1 FRAME(面内)」には搭載されていない機能です。

▲アーチ橋モデルデータ構造図
2画面表示(ドッカブル)
▲BOXカルバートモデルデータ荷重図+
変位図画像(2画像)
▲ラーメン橋モデルデータ変位図+断面力図 ▲トンネルモデルデータ構造図+変位図

■ 断面形状入力
断面形状を入力し、断面定数を自動算出してからフレーム計算を行う機能をサポートしています。断面形状は、矩形、小判(横)、小判(縦)、円形、I桁、T桁、ダブルT桁、箱桁、円孔ホロー桁に対応しています。
画像をクリックすると大きな画像が表示されます。 画像をクリックすると大きな画像が表示されます。 画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
▲断面形状の入力と
鉄筋の入力
▲断面計算の入力画面 ▲断面計算結果一覧画面
■ 要素
  • オイラー梁要素
  • トラス要素(材端条件両端ピンとした場合有効)
  • 弾性床上の梁要素ばね要素(固定、自由、ばねを任意の角度で設定可能)
  • 剛体要素

■ 支点
  • 節点支持
  • 複数の支点ケース対応
  • 複数の分布ばね支持ケース対応
  • 支点ケースは荷重ケースごとに区別可能

■ 荷重
  • 節点への並進荷重およびモーメント荷重
  • 強制変位
  • 部材分布荷重
  • 集中荷重
  • 基本荷重ケース、組合せ荷重ケース、抽出荷重ケース
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  機能比較 : Engineer's Studio® 面内、UC-1/FRAME(面内)
ライン

■ フレーム解析の流れ


設計者は照査が ”OK” となるまで、このループを繰り返さなければならない。

■ 解析機能の強化

  • 部材変位の算出
  • 剛体要素内の主節点にばね要素を配置可能
  • 剛体要素の端部から複数の部材が接続している構造が解析可能
  • 分布ばねとした部材内にモーメント荷重(集中、分布)を載荷可能
  • 分布ばねとした部材内にプレストレス荷重のような内力を載荷可能

■ 分布ばね部材へのモーメント荷重化

例) BOXカルバート底面の任意位置にモーメント荷重を載荷

▼荷重
計算実行

▼断面力図
 青:軸力   緑:せん断力   赤:モーメント

UC-1/FRAME(面内)では分布ばね部材にモーメント荷重が入力できなかったため、節点を設けて節点集中モーメント荷重として入力する必要があった。

Engineer's Studio® 面内では、分布ばね部材へのモーメント荷重の入力が可能になったため、荷重を載荷するための節点は不要。

■ 従来製品との比較

1. 断面作成
UC-1/FRAME(面内) Engineer's Studio® 面内
  • 断面積、断面二次モーメントを入力。
  • 断面積、断面二次モーメントを入力。
  • 材料を指定。
  • “断面積×単位重量を加算” にチェックを入れることで、死荷重ケースを自動生成

2. 節点入力
UC-1/FRAME(面内) Engineer's Studio® 面内
  • すべての節点に対して座標値を入力。
  • 主要節点のみ入力。
  • 梁要素を設定した後、分割することで中間節点を自動生成
    分割数、分割後の部材長を任意設定可。

3. 部材作成
UC-1/FRAME(面内) Engineer's Studio® 面内
  • i 端側節点、j 端側節点を設定し線要素作成。
  • 定義した線要素に対して使用断面、材料を割り当て、部材として定義する。
  • 断面を選択し、予め作成した節点をクリックすることで、フレームを描くように梁要素を作成。
  • 実行中のUndo(元に戻す)が可能。

4. 支点条件設定
UC-1/FRAME(面内) Engineer's Studio® 面内
  • 支点条件を設定する節点番号を入力し、支点コードを入力
  • 複数節点の一括設定は不可
  • 支点条件を設定する節点をクリックにより選択し、拘束条件を選択
  • 同じ条件であれば、複数の節点を選択し、設定が可能

5. 荷重値入力
UC-1/FRAME(面内) Engineer's Studio® 面内
  • 荷重コード、対象部材、荷重値を入力。
  • 中間節点が挿入された際には、その位置の荷重値を設計者が再計算の上、再入力が必要
  • コードではなく”集中”または”分布荷重”などの荷重の種類および方向を選択。
  • 台形分布荷重は、中間節点が挿入された場合、荷重値を自動補間

6. データ変更、編集  (例)中間梁(底版から1/4位置)挿入
UC-1/FRAME(面内) Engineer's Studio® 面内
  • 底版から1/4位置に節点を作成。
    部材のi端側節点、j端側節点をつなぎなおし。
  • 新たに追加した節点(1/4点)での荷重値を計算し、設定。
  • “部材の分割”機能を用いて、側壁の部材を分割する。
  • 分割により自動生成された左右の中間節点同士をマウスでつなぐ。
  • 側壁にかかる台形分布荷重の中間荷重値は自動補間される。

■ 従来製品との比較(時間)


UC-1/FRAME(面内) [A] Engineer's Studio® 面内 [B] 短縮率 [B]/[A]
断面作成 15 25 1.67
節点座標入力 63 *1 17 0.27
部材作成 54 16 0.30
支点条件設定 44 30 0.68
荷重設定 240 228 0.95
初期データ作成合計 416 316 0.76
データ編集 340 40 0.12

     *1 : 節点座標は四隅のみ既知で、中間点は座標計算を行いながら入力
     *2 : 表中の数値は秒

時間の測定に用いたモデルは、右図のBOXカルバート面内解析。
荷重ケースは死荷重1ケース、活荷重2ケースとそれらの組合せケース。
断面定数、荷重値などは別途計算済みで既知とし、入力データの作成・編集時間のみを比較。
解析業務に5年以上従事する解析技術者をサンプリング。

短縮率は右グラフの勾配となる。
モデルが大きければ大きいほど、時間の差は開いてくる。

また、面積をモデル作成に費やすエネルギーとすると、Engineer's Studio® 面内とUC-1/FRAME(面内)の差は大きくひろがる。

特に、モデルの編集段階でその傾向は顕著である。

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