モールの応力円 自動描画アプリ【Webアプリで学ぶ材料力学】
zairiki
生活に役立つ材料力学
せん断力図（SFD）・曲げモーメント図（BMD）自動描画アプリ【Webアプリで学ぶ材料力学】
zairiki
材料力学を習得するとき、せん断力図（SFD）や曲げモーメント図（BMD）が出てきます。便利な図ですが、つまずき易いところでもあります。そこで、これらの図を理解して使いやすくするため、自動描画するWebアプリを作成しました。このアプリを使って、せん断力図や曲げモーメント図を使いこなしましょう！
梁の支持条件・長さ・荷重を入力すると、せん断力図（SFD）と曲げモーメント図（BMD）を自動的に描画します。複数の荷重にも対応しています。パソコンでもスマホでも無料で使えます。
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。
せん断力図・曲げモーメント図 自動描画アプリの紹介
アプリ画面
画面は大きく3つに分かれています。
- 左側：入力欄 — 梁の条件（支持条件・長さ・単位）、荷重、評価位置を指定します
- 中央：図 — 上から順に、対象の梁、せん断力図（SFD）、曲げモーメント図（BMD）が描画されます
- 右側：計算結果 — 支点反力、最大せん断力、最大曲げモーメント、指定した位置のせん断力・曲げモーメントが表示されます
※パソコン版の画面です。スマホ版はレイアウトが少し異なります。
アプリの使い方
支持条件を選ぶ
支持条件は次の3種類から選べます。梁の長さと単位も指定できます。
- 単純支持梁（両端支持）
- 片持ち梁（左端固定）
- 片持ち梁（右端固定）
荷重を指定する
荷重は次の4種類に対応しています。
- 集中荷重 P — 大きさと位置を指定
- 等分布荷重 — 大きさと、始点・終点を指定
- 台形分布 — 分布荷重が一定でないときに使用。一端を0にすれば三角形分布になります
- モーメント — モーメントが作用する条件
符号の規約は次のとおりです。
- 荷重（P・w）は下向きを正（N）
- 位置 a は左端からの距離（m）
- 分布荷重は始点 a 〜 終点 b に作用（台形は w1(a端) 〜 w2(b端)）
- モーメント荷重 M0（N·m）は反時計回りを正
荷重を追加する
荷重が1種類だけでないときは、「＋ 荷重を追加」を選べば2つ目の荷重を指定できます。2つだけでなくさらに増やすこともできるので、複雑な条件の梁のせん断力図や曲げモーメント図を描くことができます。
評価位置を動かす
マウスや指で評価位置を変更すると、中央の図の評価位置が移動し、右側にその位置のせん断力・曲げモーメントが表示されます。どの位置でどのようなせん断力や曲げモーメントが作用しているかを確かめられます。
せん断力図（SFD）・曲げモーメント図（BMD）の紹介動画
せん断力図や曲げモーメント図の描き方は、下記の動画で解説しています。
せん断力図(SFD)と曲げモーメント図(BMD)とは？梁に作用する負荷を可視化しよう！【初めて学ぶ人のための材料力学の教室】
せん断力図(SFD)と曲げモーメント図(BMD)の描き方・使い方：先端に集中荷重が作用する片持ち梁
せん断力図(SFD)と曲げモーメント図(BMD)の描き方・使い方：曲げモーメントが作用する片持ち梁
せん断力図(SFD)と曲げモーメント図(BMD)の描き方・使い方：全体に分布荷重が作用する片持ち梁
せん断力図(SFD)と曲げモーメント図(BMD)の描き方・使い方：集中荷重が作用する単純支持梁
これらの内容を組み合わせたり応用すれば、他の条件の梁のせん断力図や曲げモーメント図も描くことができます。まずは自分が知りたい条件をアプリに入力して、図がどうなるかを確かめてみてください。
アプリ内の「▶ 解説動画を見る」ボタンからも解説動画に移動できます。
まとめ
- 材料力学で重要なせん断力図（SFD）・曲げモーメント図（BMD）を理解して使いこなせるように、自動描画するWebアプリを作成しました
- 梁や荷重の条件を入力すると、SFDとBMDを自動的に描画します。複数の荷重にも対応しています
- 様々な梁のSFDやBMDを実際に描いてみると理解しやすくなります。関連記事・動画もぜひご覧ください
YouTube動画でより詳細に説明しています。ぜひご覧ください。
関連する内容
モールの応力円 自動描画アプリ【Webアプリで学ぶ材料力学】
ABOUT ME
材料力学分野の仕事に20年以上従事する博士(工学)が運営しています。
2022年にYoutubeチャンネルを開始し、動画数が増えてきたので探しやすくするために本サイトを開設しました。
ここで紹介する動画以外にもYoutubeには多くの動画が有るので、ぜひチャンネル登録もお願いします。
2022年にYoutubeチャンネルを開始し、動画数が増えてきたので探しやすくするために本サイトを開設しました。
ここで紹介する動画以外にもYoutubeには多くの動画が有るので、ぜひチャンネル登録もお願いします。