PrePoMaxを使ってみたよ
機械系エンジニアのissa-prepoです。
仕事で強度計算や応力計算はやったことあるが、FEM解析は専門家や解析会社に
依頼しており、自分ではやったことが無い。
「ＦＥＭ解析結果は赤いところが危ない」くらいの知識しかない。
そんな私がPrePoMaxを使って、FEA解析をやってみたと言う体験記
雑な文章ですが、お付き合いいただければ（ただの備忘ですみません）
https://qiita.com/issa-prepo/items/3424e293d88ab6e84e48
モンモンとしていた、
解析とは何？理解できない？
このままじゃだめだ、
自分で構造解析に挑戦してみよう、ちゃんと向き合おう
フリーソフトのprepomaxを使って構造解析を勉強したい。
自分で手を動かして、理解したい。
以下、ｘの投稿より引用。（）は今回追記したもの
2025-8-9
FreeCADを使ってみた
強度解析に使えるかな
(この日、自宅PCにPrePoMax、FreeCADをインストール。
まだ、3D CAD理解できていない。。。)
梁の応力計算をやってみた
無料ソフト、自宅ノートパソコンでできた
（FreeCADからCalculiXを呼出して解析ですね。自宅で解析できて。無邪気に喜んでる。
表示の好みの問題で、この後はPrePoMaxに移行）
FreeCADでプレポスト処理もできるけど、
PrePoMAXは変形図がだせるところがいいな
無料ソフトでここまでできるとは、すごい
2025-8-10
応力解析の前に３ｄモデルのスキルをあげたい。。。
(単純な梁の解析はすぐできる。3D CADのスキルをあげないと次に進めない。早速、壁にぶち当たる)
↓動画
https://x.com/i/status/1954480898742858108
（変位、応力を動画表示できるところはFEM解析の魅力。説得力あるよね）
↓動画
https://x.com/i/status/1954529132957855780
（リブ形状は１次元計算が難しい（自分はできない）ので、FEM解析で評価するのがよい）
（接触非線形解析。この時点では非線形の意味を理解できていない。（ぼんやり材料非線形？））
↓動画
https://x.com/i/status/1954545452839534990
ここまで「生活に役立つ材料力学」を参考に実施。
解析(PrePoMax)のやり方、材料力学について、優しく解説。
2025-8-11
接触解析
自動で接触処理してくれた
ミューゼス応力と主応力って、こんな発生の仕方なんだ
断面アニメーションもできる。無料でここまでできるとは
https://x.com/i/status/1954776913458991409
ピン接触解析
上板荷重条件で動かしたかったけど収束しなかった、とりあえず変位指示で解析したよ
（ここが接触解析の難しいところ。荷重指示はとびやすいよ（収束しない））
↓動画
https://x.com/i/status/1954916438038474881
2025-8-12
固有値解析やってみた
１次 625Hz
２次 1215Hz
３次 3753Hz
４次 4488Hz
無料でここまでできるの、ホント凄い
サクサク計算できる
会社でもインストールしたい
2025-8-13
固有値解析やってみた（動画）
https://x.com/i/status/1955396908786258076
https://x.com/i/status/1955464191629987886
PIPE固有値解析
こちらも知っているといい事あるかも
シェル→メッシュでゴミがでてるなんでだろう？
(薄板長尺なのに四面体メッシュ作成しているから。
この時は六面体の存在を知らず)
https://x.com/i/status/1955482268597883156
内圧がかかる構造解析（軸対象）
内圧がかかった場合の変形、応力
↓動画
https://x.com/i/status/1955647909833449666
2025-8-14
圧力容器解析
（１／８モデルを面対象として解析）
熱応力解析
20→120℃
これでいいのかな？
線形熱応力解析 修正版です
１．伝熱解析結果 左端１２０℃、右端２０℃
一定の温度勾配で伝熱している
２．変位 左右端軸方向拘束のため、変位はわずか
３．応力 温度勾配、断面積が一定なので、熱応力一定 約１１５ＭＰａ
（@Sagittarius_Chiron さんの「PrePoMax使用法解説」
このQitta解説は俊逸です。初学者は一通り実施おすすめです。私もやりました）
↓Qittaリンク
https://qiita.com/Sagittarius_Chiron/items/fd806361ceca4864bc79
https://qiita.com/Sagittarius_Chiron/items/655b495ea98c24b0935a
2025-8-15
3D形状を作成するのが下手なのでFreeCAD復習
こちらの動画を参考にしました
↓リンク
https://youtu.be/i96ni1Ro_8M?list=PLltam-LuCJWwglGgt3bq83CnhVHRA87TO
ピン接触応力解析
変位指示から荷重指示に変更。このサイズで1時間かかった～
接触は難しいね。
（そうなんです。収束できるか不明。１時間後にエラーなんてことも（泣））
2025-8-18
1.max mesh size15
2.max mesh size2
PrePoMaxは比較的お手軽に構造解析できる
@asulike3d-short456さんのyoutubeです。
PrePoMaxのいんな解析方法を紹介
↓動画
https://youtu.be/1EE4ZUaDJn8?list=PLSFw4Z8WilOKAqyZYLauMbdkgyiiLJEPz
2025-8-18
prepomaxのメッシュ作成方法
パイプみたいな薄板 長尺のメッシュ作成で
自動的に生成される非整形メッシュは使いたくたい
タイムリーにAsuLike 3D-shortで動画投稿されていたので、やってみた
（六面体メッシュ作成方法を覚えた。AsuLike 3D-shortさん、ありがとう）
AsuLike 3D-shortの整形なメッシュ、構造メッシュ
（押出し３Ｄモデル形状に対して、メッシュも押出しで作成）
↓動画
https://youtu.be/iunAp-7ZFdA
2025-8-24
異部材つなぎ合わせでの解析
左材料206GPa 右材料 2GPa
丸棒試験片Ｒ形状応力集中
Ｒ部メッシュサイズによる応力の違い
１／４分割モデル
2025-8-25~29
一通り実践してみた
やー、面白かったー
こうゆう記事、ほんとありがたい
(念押しで言います。チョーお薦め)
https://qiita.com/Sagittarius_Chiron/items/fd806361ceca4864bc79
2025-8-31
炭素鋼 構造解析
接触、非線形、条件は変位
応力ひずみ500MPa、0.2までしか入力してないので
このあたりが限界
これ以上、変位大きくすると、計算収束しなくなるし
メッシュの改良もしたい
荷重条件もやりたい
メッシュ作成方法の勉強です
トルクをかけてみよう
43f1-813a-905e7df15d8e.png)
↓動画
https://x.com/i/status/1962002876462694900
こちらの動画を参考にしました
英語聞き取れず。。。
字幕機能があってよかったー
ボルト pre-tension
2025-9-1
購入しました
FreeCADで1D解析やってみた
これはこれで需要があるのかな
2025-9-6
大変形解析
↓動画
https://x.com/i/status/1963999732096704986
2025-9-7
接触大変形解析
ムズイ。。。
https://youtu.be/Bfw1XtgfsY8
2025-9-9
接触解析
球体と平板の接触問題
2025-9-12
パイプ変形解析
線形解析は短時間でできるが
非線形解析は、いつ終わるんだろう
エラーにならないことを祈る
↓動画
https://x.com/i/status/1966516061655965779
2025-9-16
試験片引張
１．弾性解析（線形解析）、応力
２．弾塑性解析（非線形解析）、応力
３．弾塑性解析（非線形解析）、ＰＥ 相当塑性歪
英語の説明が多いので
youtube字幕英語→日本語を多用
https://youtu.be/TX-YtD7VOmc
2025-9-21
Quiita１件投稿しました
よろしくお願いいたします。
https://qiita.com/issa-prepo/items/8a97addad3b16e2da9d8
2025-9-23
こちらもqiita投稿しました
Tetrahedral Gmsh アルゴリズム別メッシュ比較（PrePoMax）
2025-9-28
Piston解析
2025-11-15
Ｒ寸法の違いによる応力
2025-11-18
どんなメカニズムなんだろ？
(接触解析 ボルト固定)
2025-11-22
遠心応力
カップリングフランジ風
2025-11-23
軸トルク 応力
ボルト固着で解析したけど、対称にならないのは
メッシュ作成ばらつきのせいなのかな
2025-11-26
やさしいアドベントカレンダー Advent Calendar 2025に参加しました！
https://qiita.com/issa-prepo/items/3424e293d88ab6e84e48
そして流れ解析 OpenFoamにつづく
2025-11-26
キャビティ流れ
難しいよー
ふりかえり
約２か月PrePoMaxでFEM解析を勉強した
一部の解析専門家だけが扱える、そう思っていた
自宅PCでFEM解析できるなんて、もっと早く知りたかった
でもFreeCAD＋PrePoMaxの操作性が改善が直近１年。だから、このタイミングだったのかもしれない
FEM解析の説明資料としてのわかりやすさは認識していた
このツールを設計者が使えることのメリットは大きい。
事象の理解度が上がる。FEM解析検証のスピードアップ、効率化。いい事しかない。
実はPrePoMaxの勉強時間と同じくらい、FreeCADも時間がかかった。
2D CADしか使えなかったところから、3D CADを使えるようになったのも、
個人スキルの観点では大きな進歩だった。
3Dで表現、説明は今後ますます多くなるはず。
話はそれるが、個人趣味として3Dプリンターもやってみたいな
FEM解析にかかわる人の分類、使用ソフト
・解析専門家 abaqus、ansys
・設計者、CAD統合 nastran、fusion360、FreeCAD-PrePoMax
・依頼者 Excelなど
ざっくり、上記の分類かな。FreeCAD-PrePoMaxを勉強して、
依頼者から、設計者、CAD統合も少しできるようになった
最後にPrePoMaxの良い点を列挙する。
・フリーソフトなので無料
・軽量、インストール、設定が簡単
・ブログ、youtubeに使用方法が公開される
・英語の説明も生成AI性能向上で翻訳可能
今後について
FEMの基本や考え方は理解できた。
今後は流体解析をOpenFoamで勉強したい
流体解析は構造解析の数倍難しい。でも挑戦したい。だから挑戦したい