・私のこんなアバウトな質問にも、丁寧に回答をいただきました。ありがとうございます。
# 質問リスト
1. 複数部材からなる構造物のひずみエネルギーを教えて下さい。
2. 上記のいくつか例を教えて下さい。
3. 上記にラーメン構造を追加して下さい。
4. 以上4例を、sympy のソースコードで教えて下さい。
5. 本当ですか。
6. ラーメン構造のひずみエネルギーを計算を教えて下さい。
7. 上記で、梁中央に集中荷重のソースコードを教えて下さい。
8. 上記の柱の取り付けの状態を教えて下さい。
9. 上記の作図もお願いします。
10. 上記の作図をポンチ絵にして下さい。
11. 上記の作図を骨組みにして下さい。
(中断)
ChatGPT先生へ
ChatGPT の回答は必ずしも正しいとは限りません。重要な情報は確認するようにしてください。
回答抜粋
・以下、私は実行していません。
1. 軸力を受ける棒のひずみエネルギー
import sympy as sp
# 記号の定義
P, L, A, E = sp.symbols('P L A E')
# ひずみエネルギーの計算
U_axial = (P**2 * L) / (2 * A * E)
# 結果の表示
sp.pprint(U_axial)
2. 曲げを受けるはりのひずみエネルギー
# 位置 x の変数を定義
x = sp.symbols('x')
# 記号の定義
q, L, E, I = sp.symbols('q L E I')
# 曲げモーメント M(x)（単純支持はり、等分布荷重 q）
M_x = q * x * (L - x) / 2
# ひずみエネルギーの計算
U_bending = sp.integrate((M_x**2) / (2 * E * I), (x, 0, L))
# 結果の表示
sp.pprint(U_bending)
3. トラス構造のひずみエネルギー
# 記号の定義（トラスの各部材 i の軸力 P_i, 長さ L_i, 断面積 A_i）
n = sp.symbols('n', integer=True)
P_i, L_i, A_i, E = sp.symbols('P_i L_i A_i E')
# 各部材のひずみエネルギー
U_truss = sp.Sum((P_i**2 * L_i) / (2 * A_i * E), (i, 1, n))
# 結果の表示
sp.pprint(U_truss)
4. ラーメン構造のひずみエネルギー
# 記号の定義
h, L, A, E, I = sp.symbols('h L A E I')
P, x = sp.symbols('P x')
# 柱の曲げモーメント M_c(x)（例：梁端に荷重 P）
M_c_x = P * h * (1 - x / h)
# 曲げモーメントによるひずみエネルギー
U_frame_bending = sp.integrate((M_c_x**2) / (2 * E * I), (x, 0, h))
# 結果の表示
sp.pprint(U_frame_bending)
試しに、1. 軸力を受ける棒 のコードを Python で実行してみましょう。...
(回答省略）
・なぜか、途中英語に変更。??? 制限オーバー
・表示が英語になりましたが、どうしてですか。
・ラーメン構造のひずみエネルギーを計算を教えて下さい。
ラーメン構造のひずみエネルギーは、曲げモーメントによるエネルギー が主になります。
- 下端（基礎）: 固定
import sympy as sp
# 記号の定義
h, L, A, E, I = sp.symbols('h L A E I')
P, x = sp.symbols('P x')
# 梁の中央に作用する集中荷重 P の影響を考慮
# 反力 (左右対称なので R = P/2)
R = P / 2
# **1. 柱の曲げモーメント**
# 片持ち柱の曲げモーメント（上部で最大）
M_c_x = R * h * (1 - x / h) # x は柱の高さ方向
# ひずみエネルギー（柱）
U_column = sp.integrate((M_c_x**2) / (2 * E * I), (x, 0, h))
# **2. 梁の曲げモーメント**
# 梁中央に集中荷重がある場合、最大曲げモーメント M_max = P L / 4
M_b_x = R * x # x は梁の中央からの距離
# ひずみエネルギー（梁）
U_beam = sp.integrate((M_b_x**2) / (2 * E * I), (x, 0, L/2)) * 2 # 対称性を利用
# **3. 合計ひずみエネルギー**
U_total = U_column + U_beam
# 結果の表示
sp.pprint(U_total)
・上記の作図もお願いします。
・３次元の立派すぎる絵がでます。
(中断)?作図が...
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いつもの? sympyの実行環境と 参考のおすすめです。