【6分力計2018】CrossBeam解析応力からモーメント抽出方法<備忘録>

Fusion360の静的応力解析から測定位置での各種応力を得たらそれから6分力計の分力を逆算することで、その測定位置で分力を精度よく得られるか判定する方法を備忘録しておきます。

●基礎:モーメントと軸力計算方法



●計算例
3つのモーメント負荷条件でMy=100Nmmを加えてみます。
1:100mm位置にFx=-1N
2:100mm位置にMy=100Nmm
3:50mm位置にFx=-2N
この条件でシミュレーションして応力値法線XXを読みます。

 


上記3つの図からゲージ位置1,2,3,4の値を読んで計算した表は下記



※その後

2018年2月は、開発初期段階だったため、ブリッジ計算式の附番(ひずみゲージ位置とブリッジ結線)が自己流でした。
ブリッジ計算はこちらの記事が最終的な結果なのでこの記事で理解して下さい。
正解は、(1+3)-(2+4)=ブリッジ出力です。
上記式では、(1-2)+(4-3)となってますが、モーメントを得るための附番は
ひずみゲージ位置とブリッジ結線の附番を正規にしないと統一性がないので
混乱しますので、(1+3)-(2+4)で目的の分力出力となるように
ゲージ位置とブリッジ結線を合わせる必要があります。
今回は、モーメントを抽出して、軸力(せん断力)をキャンセルするブリッジですので、右上ゲージ位置を1とするならば、プラスモーメントなのでゲージ位置3もプラスモーメントでなければいけませんので、左下の4が本来3でないといけません。1と3がプラスモーメント、2と4がマイナスモーメントになるように、附番を修正しないといけなかったです。
本記事の附番:右上=1、右下=2、左上=3、左下=4
訂正する附番:右上=1、右下=2、左上=4、左下=3
が正解です。本記事の結果は、嘘ではありませんが、附番が正規と違っているので、汎用性が欠けている点で、後学のためにならないので、
訂正させていただきます。

●結果、考察
上表の結果より4つの応力値を計算式でモーメントを抽出することで、ほぼ3つとも同じモーメント値が得られることが分かった。しかし、誤差として1~3%程度発生することが判った。

●以後
この方法を基本として、6分力24箇所に貼ったゲージ位置の応力から、分力を計算してクロストークと精度を得ることで6分力計の基本設計が可能になると思います。

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。 * が付いている欄は必須項目です