【Fusion360】軸受けの解析<接触と剛体モード難しい>

単体の解析は、とりあえず終わりにして、コンポーネント組み上がった状態で力をかけた場合の静的応力解析の学習をしました。
ロードバイクの軸受け部の力の伝達を定義するのにはここをしっかり学習しないとフレームに実際に近い力を加えることができませんので、しっかりと学習します。
6.1章です。
●モデルのダウンロード
本に書いてあるURLにアクセスして、解説に使っているモデルの全データをダウンロードします。これは、本を購入した人のみの情報だと思うので、公開しません。
6.1のコンポーネントをアップロードします。
(Fusion360はクラウドベースのアプリなので、普通のアプリのようなファイルを開くコマンドが無く、アップロードをクリックするとファイル選択ができます)
3つのコンポーネントが組付けられてます。ピンで2つの接手をせ接合してあって回転できます。モデルでは、ジョイントなどの定義はされてない状態からシミュレーションにはいります。

●新たに学習したコマンド
①検査>干渉:干渉チェックです。コンポーネントにした場合干渉チェックしてからシミュレーションにはいったほうがいいそうです。計算を押して、干渉が検出されませんでしたがでればOK

②拘束条件:軸受け接触部は、スライド方向はフリーにする
突き当て面でX方向を拘束する条件にします。

③接触条件:複数のコンポーネントが接触している場合その接触状態を定義しないと力が伝わらないので、接触定義は必須です。

自動接触生成の条件として、0.1mmとなっているのは0.1mm離れていても接触しいるという処理をしてくれるということです。

自動生成させると何も変わりはないですが、接触>接触の管理をクリックすると接触状態の表がでてきます。

接着タイプの▼をクリックすると

ここでは、接触を全部分離に変更します。
接触の解説は本には詳しく書いてないので下記リンクをみることにします。

https://knowledge.autodesk.com/ja/support/fusion-360/troubleshooting/caas/sfdcarticles/sfdcarticles/JPN/Fusion-360-Which-contact-types-are-applicable-to-linear-or-nonlinear-analysis-within-Fusion-360-simulation.html

http://help.autodesk.com/view/fusion360/ENU/?guid=GUID-B43E60CD-1859-4A09-9AD4-394525DAA2D7

http://help.autodesk.com/view/NINCAD/2017/JPN/?guid=GUID-6A8370ED-D386-40B0-B34B-3EEA4FA46CFA

④剛体モードを解除する
剛体モードって何だ?:
http://help.autodesk.com/view/NINVFUS/JPN/?guid=GUID-E34DCC0E-666C-429D-BBB6-BEFE40A7AE0C
//———————————抜粋———————————-

背景情報

時として、自然に発生する変形を制限または防止せずにモデルを拘束するのが困難なことがあります。たとえば、シャフトが球状の軸受で支えられているとします。この種の軸受は、シャフトがラジアル荷重を受けて曲がると、ハウジング内で旋回します。シャフトが軸受全体に延びていて、その一部分に任意のタイプの拘束を適用した場合、シャフトは組み込み梁のような挙動をします。球状の軸受とは異なり、拘束が原因となって、シャフトが曲がったときに軸受が回転できなくなります。拘束の適用が困難になると考えられる別の例として、アセンブリのパーツ間におけるサーフェス接触があります。多くの場合、パーツは他のパーツとの接触のみを原因として拘束されます(直接は拘束されません)。このような場合は、解析中に剛体運動が発生することがあります。通常は、剛体運動を防ごうとして拘束を適用すると、1 つまたは複数のパーツが過剰に拘束されます。

[剛体モードを解除]オプションは、解析実行中に、剛体(自由物体とも呼ばれます)の運動を自動的に排除します。この効果を実現するため、モデルに対してグローバルな加速度が適用されます。この加速度(a)は、パーツの質量(m)に基づいて、力(F)を生成します(F=ma)。この力は、モデルに作用するバランスのとれていない荷重と反対に作用します。
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理解:接触関係にあるものを無理やり拘束してしまうと現実離れしてしまうので、接触を定義しているが、接触の場合変形による隙間、がたで剛体モードで移動する現象が発生します。その剛体運動すると静的な力のつりあいを保てなくなるため、計算の中で
剛体モードで運動した場合の加速x質量=慣性力を計算して反力として追加して力の静的つり合いをとっていると理解しました。
=>これって、結構難しい概念で、初めてだと面喰いますね。

●以後
軸受けの扱い方が分かったので、クランク、BB軸、軸受けまわりのモデルを作って荷重を加える解析をしてみたくなりました。

One thought on “【Fusion360】軸受けの解析<接触と剛体モード難しい>”

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