【Fusion360】静的応力解析いじってみた<ロードセル>

2018年は、ひずみゲージ応用でロードバイクフレーム、部品、6分力計各種形状を開発していくと思うのですが、生産性を高めるためにシミュレーションをいれていこうと考えてます。
最近は便利な時代で、CAEが3DCADに付属しているのが普通で、設計業務をしている技術者なら一度は使っていると思います。私は、40代で設計の現役業務から外れてしまったので、便利なCAEシステムを使うことができませんでした。そこで60歳代で
CAEの恩恵にあずかることにしました。
FUSION360(3Dプリンタを使うために必要)
FUSION360は、学生さん、研究者さん、ビジネスではないMAKER等は、無償で提供されている優れもの3DCADです。
従来のCADに慣れてなければすんなり入れます。
私は、昔のCADに慣れていたので、FUSION360の使い勝手になれなくて数か月かかって使えるようになりました。
下記の解析練習は、小一時間でできました。下記リンクの
ブログに感謝いたします。
http://cad.vdlz.xyz/3dCad/Fusion360/Tutorial/StepByStep/Function/Stress/Function004_Stress.html

●ロードセルに静荷重をかけてみた
1:通常のモデル作成で直方体のロードセルモデルを作成

2:作業スペース:モデル=>シミュレーションへ変更

3:出てきた新規スタディで、静的応力を選択

4:スタディ1で材料選択をクリックして材料を選ぶ
アルミニウム中強度を選びました。

5:応力解析用にメッシュを刻みます。メッシュの電球マークをクリックするとメッシュを作成するか聞かれるにでOK

6:次に荷重を定義します。上のメニューで荷重ー構造荷重をクリックします。

荷重点をクリックすると矢印ができます。
XYZ方向の力の大きさ(N単位)で入力すると矢印がその方向に向きます。ここでは、X方向へ10N(約1kg)を荷重します。

7:次は拘束をしてします。拘束をしないと力がはいりませんので必ず拘束します。

拘束次第で応力分布と変形がころころ変わりますので、拘束の仕方は、実際にどうなっているか考察しておかないとシミュレーション結果が大嘘になることがありますので非常に重要です。
ここでは、底面を全面固定としてます。実際はこういう固定はありませんので、拘束付近応力分布は嘘になります。

8:解析を開始します。メニューで解析をクリックして解析ウィンドを出して、クラウドもしくはローカルで解析を押します。
クラウドが時間がかかるので、最初からローカルで計算させたほうが早いです。ローカルの初回では、必要な解析パッケージがダウンロードされますが、2回目から素早く解析できます。

9:結果表示で、最初は、安全率で表示されますので、真っ青です。

10:安全率の横の▼をクリックすると応力、変位など表示が選択できるので、表示を変更しながら観察できます。

●以後
クランクの形状を入力してひずみゲージの貼る位置のチェックに使ってみます。特に応力分布がややこしい場所を避けるのには有効だと思います。更にフレームの解析にも使えますが拘束条件が難しいのがフレーム解析ですが、過去の実験データがあるのでそれのノウハウをいれて解析すれば有用だと思います。

 

 


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