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材料力学AI「sympyのBeamのdeflectionの境界値条件を削除しても結果が同じです。どうしてですか。」AI先生へ。

Last updated at Posted at 2025-08-30

・境界値条件が間違っていても、モーメントの結果 が同じです。私が間違っていました。

・静定梁では反力・せん断力・曲げモーメントはつり合いだけで決まる。

以下のコードにdeflectionの境界値条件を削除しても結果が同じです。どうしてですか。
from sympy.physics.continuum_mechanics.beam import Beam
from sympy import *
var('x')             
var('R1,R2')         
def my_Simple():
    P,w,l2,l4,E,I=8,1,2,4,1,1
    b=Beam(l2+l2+l4,E,I)
    b.apply_load(R1,0       ,-1)
    b.apply_load(P ,l2      ,-1)
    b.apply_load(w ,l2+l2   , 0,l2+l2+l4)
    b.apply_load(R2,l2+l2+l4,-1)
    b.bc_deflection=[(l2      ,0), \
                     (l2+l2+l4,0)]
    b.solve_for_reaction_loads(R1,R2)
    print("#",b.bending_moment().subs({x:l2+l2}))
    print("#",b.shear_force()   .subs({x:l2}),     \
              b.shear_force()   .subs({x:l2+l2}))
    b.plot_shear_force()
    b.plot_bending_moment()
    b.remove_load  (R1,0       ,-1)
    b.remove_load  (R2,l2+l2+l4,-1)
    b.apply_support(0          ,"pin")
    b.apply_support(l2+l2+l4   ,"roller")
    b.draw().show()
    return 
my_Simple()

オリジナル

・思ったより奥が深い。私だけです。申し訳ありません。

ChatGPT先生へ

質問の一覧

1. 以下のコードにdeflectionの境界値条件を削除しても結果が同じです。どうしてですか。  
2. 教えて下さい  
3. 矛盾しませんか。  
4. 教えて下さい。  
5. グラフで  
6. 本チャット、この会話で出てきた全ての質問を、コピーできるいつもの Markdown形式 のテキストで一覧にしてください。追番も。空白行不要です。  

(途中省略)

結論からいうと、今回の例では 「支点反力を未知数として解く」部分が b.solve_for_reaction_loads(R1, R2) によって完結しているため、bc_deflection(たわみ境界条件)を課してもしなくても、反力やせん断力・曲げモーメントの分布が同じ結果になるからです。
もう少し詳しく...
✅ まとめると:
・静定梁では反力・せん断力・曲げモーメントはつり合いだけで決まる。
・bc_deflection はたわみ・回転角を求めるときに必要。
・したがって、境界条件を消しても「モーメントやせん断力」には影響がない。
もし「じゃあ実際に deflection を計算したらどうなるの?」という確認コードを付けてお見せしましょうか?
(途中省略)
一見すると「境界条件を入れなくても曲げモーメント図や反力が正しい → じゃあ梁の解はもう決まっているはずなのに、なぜ deflection のときだけ積分定数が残るのか? 矛盾では?」という感じがしますね。
ここで大事なのは
梁の問題は 二段階に分けて解いている という点です。
(以下省略)

Gemini先生へ

copilot先生へ

いつもと違うおすすめです。

Beam の Doc

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