見せてもらおうか、FreeCADのFEMワークベンチの実力とやらを！：無償3D CAD「FreeCAD」を使ってみよう（6）（2/4 ページ）

オープンソースの3D CAD「FreeCAD」をご存じだろうか。無償でありながら、3Dモデリング、メッシュデザイン、製図（ドラフト）、有限要素法解析（FEM）、レイトレーシング、ロボティクス機能など、標準機能がとにかく充実している。本連載では「FreeCAD 0.18」を用いて各機能の実際の操作や使用感を紹介していく。連載第6回では、FreeCADの標準ワークベンチである「FEM」の使用感をレビューする。

[小林由美，MONOist]

材料を設定する

　次に、材料を設定する。先ほどの「A」のアイコンの横にある、黄色い球のアイコンをクリックする。

図9　「個体のための〜」とある。確かに流体じゃないし、そうなんだけど、何だか独特だ ［クリックで拡大］

　今回の梁の材料は「軟鋼」である。材料はISOの名称になっているため、普段、私たちになじみがあるJISの材料記号からは探せない。標準で登録されているデータのSteelの中で、軟鋼に分類されるはずの「Steel-C15」（JISでいうS15C）を選定する。

図10　「Steel-C15」を選択する ［クリックで拡大］

　確認してみると、ヤング率は210GPa、ポアソン比は0.3、密度は7800kg／m³になっている。

拘束を設定する

　続いて、拘束を設定する。網目の付いた黄色いモデルと赤い錠前マークのアイコンをクリックする（図11）。

図11　「Creates a FEM constraint for a fixed geometric entity」（固定するジオメトリエンティティのFEM拘束を作成） ［クリックで拡大］

　次に、固定する面を選ぶ。ここでは、YZ面側（LEFT：スケッチの際に座標軸上にあったエッジ側）を選択。［Add］ボタンでパラメーターウィンドウへ追加する（図12）。

図12　［Add］ボタンで固定面を追加 ［クリックで拡大］

　フィーチャーツリーにも面固定が追加されている（図13）。

図13　フィーチャーツリーに「FemConstraintFixec」（FEMの固定拘束）が加わった ［クリックで拡大］

　そして、荷重をかける。図14にあるアイコンをクリックする。

図14　「Creates a FEM constraint for a force acting on a geometric entity」（ジオメトリに力をかけるためのFEM拘束を作成） ［クリックで拡大］

　ここでは、固定した面とは逆端面の上側のエッジを選択してみる。「TOP」の面が上に向くように（Z軸が上を向くように）モデルの位置を変更してから、エッジを選択する（図15）。

図15　エッジを選択 ［クリックで拡大］

　赤い矢印は荷重のかかる方向を示すが、ここでは上を向いている。矢印の方向を直すには、タスクウィンドウの［方向］ボタンをクリックし、モデルに荷重を加える側の面（Pad：Face6）を選択した後、「逆方向」にチェックを入れる。ここで忘れずに、線荷重を「100.00」と入力しておく（図16）。単位は何も書いていないが、「N」のようである。

図16　力をかける方向を逆に変え、線荷重の欄に「100.00」と入力 ［クリックで拡大］

図17　設定完了 ［クリックで拡大］