パスタブリッジゲームがVer.2.0にバージョンアップ！曲げ変形対応とランキング機能を追加しました

パスタで強い橋を作る競技「パスタブリッジ」を模擬したゲーム「Pasta Bridge Challenge」をVer.2.0にバージョンアップしました。今回の更新は①曲げ変形への対応と②ランキング機能の追加の2点です。曲げ変形に対応するため、限界荷重の計算方法を大きく変更しています。

Windows・Mac・スマホなど様々な環境で動作し、無料・登録不要・インストール不要で遊べます。

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この記事はYoutube動画で紹介した内容の概要です。詳細は動画をご覧ください。

新機能①　曲げ変形に対応

旧バージョンでは、ブリッジをトラス構造（複数の棒を回転できるようにつないだ構造）として扱っていました。そのため、パスタの途中に別のパスタを接続した場合でも曲げ変形が生じず、実際のパスタブリッジとは変形が異なっていました。

新バージョンではパスタの途中に別のパスタを接続できるようになり、曲げ変形を再現できます。実際のパスタブリッジでよく見られる変形です。従来と同じトラス構造として扱いたいときは、パスタを分割して組み合わせれば実現できます。

曲げ変形が作用する構造も、軸力のみが作用するトラス構造も、どちらも扱えるようになりました。

画面上では、接続の種類が次のように表示されます。

• 丸印：パスタの端部どうしの接続（自由に回転できる）
• ひし形：パスタの途中に別のパスタが接続（曲げ変形する）
• 交叉のみ：パスタが途中で交叉する場合は接続されません

新機能②　ランキング機能

スコアを登録して、他の人と競えるようになりました。登録の手順は次の通りです。

• ブリッジを作って有限要素法で計算する
• 緑色の「Submit best score」をクリックする
• ニックネームを入力して「OK」を押すと登録完了

「View ranking」をクリックするとランキングが表示され、ニックネーム・得点・日時に加えて、作成したブリッジの形状も確認できます（上位30件を表示）。他の人が登録したブリッジも見られるので、他の方の工夫を参考にしながら、より良いブリッジを目指してください。

登録されるのはニックネーム・形状・日時のみで、個人情報を登録することはありません。なお、不適切なニックネームなどは運営者の判断で修正・削除する場合があります。

注意：座屈を考慮しないモードで計算したスコアはランキングに登録できません。

計算方法の更新（曲げ変形対応）

曲げ変形に対応するため、限界荷重の計算方法を大きく変更しています。各部材をベルヌーイ・オイラー梁としてモデル化し（1部材を4分割）、曲げ・引張・圧縮の変形を扱えるようにしました（せん断変形は無視するため、極端に短い梁には不向きです）。

• 荷重①（座屈の限界荷重）：線形固有値解析を行い、構造全体で座屈が生じる荷重を計算します。旧バージョンでは部材ごとにオイラーの座屈荷重を計算していました。
• 荷重②（強度の限界荷重）：軸力と曲げによる応力の和が許容応力に達する荷重を計算します。旧バージョンでは軸力のみでした。

限界荷重は荷重①と②の小さい方を選びます。これは橋が座屈も破壊もしない条件を意味します。なお曲げ変形が生じると断面内で応力勾配が生じますが、細いパスタの中で勾配を表示することはできないので、応力分布の表示では各断面で絶対値が大きい値を表しています。

ゲームの紹介

パスタブリッジの基本的なルールや、スコア「限界荷重÷自重」の考え方、操作方法などの詳細は、以下の記事で紹介しています。

パスタで強い橋を作るパスタブリッジゲーム「Pasta Bridge Challenge」

まとめ

• パスタブリッジを模擬した2次元のゲームをバージョンアップし、曲げ変形への対応とランキング機能を追加しました。
• 橋の破壊や座屈を防ぎながら、自重に対してより大きな荷重を支えられる橋ほど高得点です。曲げ変形に対応するため、限界荷重の計算方法も更新しました。
• ゲームを楽しみながら、橋の形で応力分布や座屈の生じやすさがどう変わるかを体感できます。

ゲームの感想・要望・改善点などを、ぜひYouTubeのコメント欄で教えてください。詳しい解説は動画をご覧ください。

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