はじめに
EduBeam は、梁、ラーメン、トラスのための、ブラウザで動く無料の 2D 構造解析ツールです。構造物を描き、支点と荷重を加えると、何かを変更した瞬間に有限要素法ソルバーがすべてを再計算します。「解析」ボタンもインストールもアカウントも不要です。
新しいタブで EduBeam を起動し、クイックスタートに沿って進めてみましょう。
はじめて使うとき
アプリをはじめて開くと、ようこそダイアログが表示され、どのように始めるか、どの単位と座標軸を使うかを尋ねられます。どちらも後から設定で変更できます。
- ツアーを見るでは、メニュー、元に戻す・やり直し、ビューアのボタン、表示オプション、グリッドと単位、下部バーを順に紹介します。
- はじめての梁を描くは 7 ステップのガイド付きタスクです。マウスで梁を描き、支点を設け、荷重をかけて、結果を読みます。次にすべきことは、画面の隅の小さなカードが教えてくれます。
- 例題を開くでは、用意されたモデルのギャラリーが開きます。
この 3 つはすべて ☰ メニューにもあるので、いつでも戻ってこられます。
できること
| 分野 | 機能 |
|---|---|
| 構造 | 節点と 2D ティモシェンコ梁要素で組み立てる、平面（x–z）内の梁、連続梁、ラーメン、トラス。材端ヒンジを使えば、どの部材もトラス材にできます。 |
| 支点 | ピン、ローラー、固定、ローラー（回転拘束）など、Dx、Dz、Ry の拘束のあらゆる組み合わせを記号から選べます。節点の角度による傾斜支点。支点沈下。 |
| 荷重 | 節点の力とモーメント、強制変位、等分布荷重と台形分布荷重、部材上の集中荷重とモーメント、一様または勾配のある温度荷重。 |
| 断面 | 材料ライブラリと断面ライブラリ（欧州と米国）に加え、任意の形状について 、、、、主軸、断面二次半径を計算する多角形エディタ。 |
| 結果 | 変位図、軸力 N、せん断力 V、曲げモーメント M、反力、節点変位、材端力、要素剛性マトリクス。 |
| 解析 | 1 つの荷重ケースによる線形静的解析。線形モデルに対して結果は厳密なので、メッシュの細分化は不要です。構造物を解析できない場合、EduBeam はその理由を説明し、どう動けるかをアニメーションで示します。 |
| ファイル | プロジェクトを JSON で保存して開く、モデル全体をリンクで共有する、図を PNG や SVG に、結果を CSV にエクスポートする。最近置き換えられたモデルは保存されるので、元に戻せます。データはすべてお使いの端末に残ります。 |
| 単位 | ワンクリックで SI 単位または米国慣用単位に切り替えられ、物理量ごとに個別にも設定できます。座標軸は「x 右向き、z 下向き」か「x 右向き、y 上向き」。 |
（まだ）できないこと
制約を先に知っておくと、時間の節約になります。
- 2D のみ。 面外の挙動も 3D のラーメンも扱えません。
- 線形静的解析のみ。 2 次（P–Δ）効果、座屈、動的解析、塑性は扱えません。
- 荷重ケースは 1 つ。 荷重の組み合わせや包絡線はありません。ケースごとに別々にモデル化し、それぞれを個別のファイルや共有リンクとして保存してください。
- 自重なし。 必要な場合は分布荷重として加えてください。
- 断面検定なし。 EduBeam が出すのは断面力と変位です。設計規準に基づく断面検定はご自身で行ってください。
欲しい機能がない場合は、issue を作成してください。
対象ユーザー
- 構造力学を学び、手計算の結果をすぐに確かめたい学生。手計算による結果の確認をご覧ください。
- 支点、ヒンジ、荷重によって断面力がどう変わるかを、プロジェクターでその場で、18 の言語のいずれかで見せたい教員。EduBeam を使った授業をご覧ください。
- 重いデスクトップソフトを開く前に、手早く妥当性を確かめたい技術者。
このガイドの構成
- 入門。 このページ、10 分のクイックスタート、用意された例題。
- チュートリアル。 最初から最後まで仕上げ、手計算で確認する完全なモデル：3 ヒンジラーメンと平面トラス。
- モデル化。 構成要素ごとに 1 ページ：ユーザーインターフェース、節点と支点、要素・材料・断面、荷重、単位と設定。
- 結果。 図と表の読み方と、その確認方法。
- ファイルと共有。 プロジェクト、共有リンク、画像と CSV のエクスポート、EduBeam を使った授業。
- リファレンス。 キーボード・マウス・タッチ、トラブルシューティング、よくある質問。
- 理論マニュアル。 符号規約と、梁およびトラスの要素定式化。
アプリ内の ? アイコンを押すと、このガイドの該当ページがお使いの言語で開きます。
言語
インターフェースは English、Bahasa Indonesia、Čeština、Deutsch、Español、Français、Italiano、Polski、Português、Tiếng Việt、Русский、Türkçe、Українська、हिन्दी、日本語、한국어、ไทย、汉语で利用できます。EduBeam はブラウザの言語に合わせて表示言語を選びます。設定 → 言語と地域で変更するか、?lang= パラメーターを付けてアプリを開いてください。例：run.edubeam.app/?lang=ja。
作者とクレジット
EduBeam は、現在の Web 版のメンテナーでありプロダクトデザイナーでもある Jan Voříšek が率いています。ブラウザ版は CTU とは独立して開発されています。Windows と Linux 向けの元のデスクトップ版 EduBeam は、チェコ工科大学プラハ校（CTU）土木工学部力学科の Bořek Patzák、Jan Stránský、Vít Šmilauer によって作られました。ソルバーはオープンソースの ts-fem ライブラリです。
貢献する
- わかりにくい挙動や不具合は GitHub の issue で報告してください。
docs/内のファイルを編集してプルリクエストを送り、このドキュメントや翻訳を改善してください。- クラスメートや同僚に EduBeam を紹介してください。