2026.10.05

有限要素法を使った形状最適化ゲーム「Shape Optimizer」にStage 2を追加しました！2つの荷重を支える最適形状は？

zairiki

このサイトやYouTubeチャンネルでは、材料力学や有限要素法（FEM）に関する内容を紹介しています。以前公開した有限要素法を使った形状最適化ゲーム「Shape Optimizer」に、新しい問題「Stage 2」を追加しました。

Stage 1は荷重が1か所だけのシンプルな問題でしたが、Stage 2では荷重を2か所にしました。2つの荷重を支える最適形状はどのようになるでしょうか。Stage 2専用のランキングも用意しているので、ぜひ挑戦してみてください。

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。

Contents

Stage 2の問題

Stage 2の設計領域は、Stage 1と同じ50×50 mm（厚さ1t）で、左側が壁に固定されています。

Stage 1と違うのは、荷重が作用する箇所が2か所になった点です。それぞれ下向きで、大きさは200 Nです。

最適化の条件は、Stage 1と変わりません。

全要素がある形状からスタートして、最大応力が100 MPa未満という条件を満たしながら軽量化します。荷重が2か所あるので、最適形状はStage 1よりも複雑になりそうです。

操作方法や画面表示はStage 1と同じです。詳しくはShape Optimizerの紹介記事をご覧ください。

2026年10月4日時点のStage 1のランキングを見ると、上位3名はこれらの方々です。おめでとうございます！

上位3名の方の形状を見ると、いずれも2本のトラスのような形でした。問題がシンプルだったので、シンプルな形状が最適形状になりました。

今回はステージ2として、もっと複雑な問題にトライしましょう！

応力の計算には、2次元の有限要素法を用いています。

有限要素法について詳しく知りたい方は、参考動画（有限要素法／平面応力／1次要素と2次要素／ミーゼス相当応力）もご覧ください。

※ランキングの登録内容は、Stage 1と同様にニックネーム・形状・日時のみで、個人情報は登録しません。

YouTube動画でより詳細に説明しています。ぜひご覧ください。