Autodesk Inventor 改造解析結果の検証

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ひでかかくはり
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1 Autodesk Inventor シミュレーションホワイトペーパー Autodesk Inventor の検証はじめにこの文書では Autodesk Inventor 2010 のでのと実験結果または分析結果との比較を行ったいくつかの事例を紹介します各事例は参考文献などの複数の項目で構成されていますこの文書には応力変位固有振動数焼ばめ接触部の接触圧力の比較結果が記載されていますすべての事例で国際単位系 (SI) を使用しています

2 1. 引張荷重下の円柱この事例では引張荷重をかけた円柱を調査します円柱の長さは 140 直径は 18 です固定拘束を円柱の片端に追加します N の一定の引張荷重を円柱のもう一方の端に適用します L = 140 D = 18 最大変位 % *: 参考文献 : J.M. Gere Mechanics of Material Brooks/ Cole 2001 年 F = N 2. 引張荷重下の溝付き円柱変位は引張荷重をかけた溝付き円柱に関するものです円柱の長さは 200 直径は 24 です円柱の中央に以下の画像に示すの溝があります固定拘束を円柱の片端に追加します N の一定の引張荷重を円柱のもう一方の端に適用します D = 24 d = 20 r = 0.9 t = 2 L ( 長さ ) = 200 t=(d-d)/2 最大変位 4.210e e % *: 参考文献 : R.E. Peterson Stress Concentration Factors John Wiley & Sons 1974 年 F = N 2

3 3. 引張荷重下のショルダフィレット付き円柱変位は引張荷重をかけたショルダフィレット付き円柱に関するものです円柱は 2 つの接続された同軸部分で構成されています大きいほうの直径は 12 その部分の長さは 40 です小さいほうの直径は 8 その部分の長さは 180 です 2 つの部分の間には半径 0.5 のフィレットがあります固定拘束を円柱の片端に追加します 3000 N の一定の引張荷重を円柱のもう一方の端に適用します D = 12 d = 8 r = 0.5 L1 = 40 L2 = 180 最大変位 5.621e e % *: 参考文献 : R.E. Peterson Stress Concentration Factors John Wiley & Sons 1974 年 F = 3000 N 4. 引張荷重下のショルダフィレット付き梁この事例の応力と変位は引張荷重をかけたショルダフィレット付き梁に関するものです梁は 2 つの接続された部分で構成されています広いほうの梁の幅は 30 で長さは 50 です狭いほうの梁の幅は 26 長さは 200 です 2 つの梁の部分は両側ともに直径 6 の 2 つのフィレットで接続されています梁の厚さは 11 です固定拘束を梁の片端に追加します N の一定の引張荷重を梁のもう一方の端に適用します D = 30 d = 26 r = 6 t = 2 L1 = 50 L2 = 200 e = 11 最大応力最大変位 % -0.25% *: 参考文献 : R.E. Peterson Stress Concentration Factors John Wiley & Sons 1974 年 F = N 3

4 5. 引張荷重下の穴付きの梁応力と変位は引張荷重をかけた中心に穴のある梁に関するものです梁の長さは 240 高さは 24 厚さは 12 です直径 9 の穴が梁の中央にあります固定拘束を梁の片端に追加します 8500 N の一定の引張荷重を梁のもう一方の端に適用します L = 240 H = 24 d = 9 e = 12 最大応力最大変位 3.449e e % 1.07% *: 参考文献 : R.E. Peterson Stress Concentration Factors John Wiley & Sons 1974 年 F = 8500 N 6. 円形プレート - 事例 1 圧縮下応力と変位は圧縮下の円形プレートに関するものです円形プレートの直径は 1000 厚さは 10 です固定拘束をプレートの外側の円柱面に追加します 1000 N の一定の圧縮荷重をプレートの中央の領域に適用します中央の領域の直径は 30 です D = 1000 d = 30 e = 10 最大応力 % 最大変位 % F = 1000 N 4

5 7. 円形プレート - 事例 2 圧縮下応力と変位は圧力下の円形プレートに関するものです円形プレートの直径は 400 厚さは 15 です固定拘束をプレートの外側の円柱面に追加します 0.6 の一定の圧力荷重をプレートの片側の側面に適用します D = 400 e = 15 最大応力 % 最大変位 % P = 円形プレート - 事例 3 圧縮下応力と変位は圧力下の円形プレートに関するものです円形プレートの直径は 1000 厚さは 20 です固定拘束をプレートの外側の円柱面に追加します 0.1 の一定の圧力荷重をプレートの一方の側面のプレートと同心の領域に適用しますこの領域の直径は 300 です D = 1000 d = 300 e = 20 最大応力 % 最大変位 % P = 0.1 5

6 9. 円形プレート - 事例 4 圧縮下応力と変位は圧縮下の円形プレートに関するものです円形プレートの直径は 200 厚さは 2 です固定拘束をプレートの外側の円柱面に追加します 100 N の一定の力荷重をプレートと同心の円のエッジに適用しますこの円の直径は 20 です D = 200 d = 20 e = 2 最大応力 % 最大変位 % F = 100 N 10. リング - 事例 1 圧縮下応力と変位は圧力下のリングに関するものですリングの外径は 360 内径は 180 厚さは 10 です固定拘束をリングの外側の円柱面に追加します 0.5 の一定の圧力荷重をリングの片側の側面に適用します D = 360 d = 180 e = 10 最大応力 % 最大変位 % P = 0.5 6

7 11. リング - 事例 2 圧縮下応力と変位は圧縮下のリングに関するものですリングの外径は 280 内径は 84 厚さは 4 です固定拘束をリングの外側の円柱面に追加します 3000 N の一定の圧縮荷重を内側の円形状エッジに適用します D = 280 d = 84 e = 4 最大応力最大変位 % -0.37% F = 3000 N 12. 圧縮下の矩形プレート応力と変位は圧力下の矩形プレートに関するものですプレートの長さは 300 幅は 200 厚さは 12 です固定拘束をプレートの 4 つの側面に追加します 0.6 の一定の圧力荷重をプレートの面に適用します a = 300 b = 200 e = 12 最大応力最大変位 6.309e e % 1.53% P = 0.6 7

8 13. 矩形プレートの固有振動数この事例では長方形プレートの固有振動数を調査します長方形プレートの長さは 4000 幅は 1000 厚さは 100 ですプレートのすべてのエッジに対して拘束を適用しません a = 4,000 b = 1,000 h = 100 モード 1** Hz Hz -0.83% モード Hz Hz -3.48% モード Hz Hz -1.18% モード Hz Hz -3.67% *: 参考文献 : C.M. Wang W.X. Wu C. Shu T. Utsunomiya LSFD method for accurate vibration modes and modal stress-resultants of freely vibrating plates that model VLFS Computers and Structures 84 (2006 年 ) **: プレートのすべてのエッジに対して拘束を適用しないため最初の 6 つのモードはリジッドモードでありこの事例には含まれません 14. 焼ばめ接触部を伴う円柱接触圧力は焼ばめによって組み立てられた 2 つの円柱に関するものです両方の円柱の長さは 100 です小さいほうの円柱の内半径は 50 外径は 60 です大きいほうの円柱の内径は 61 外径は 70 です摩擦なし拘束を各円柱の片端に追加します 2 つの円柱間の接触は焼ばめ / スライドです高強度低合金鋼ポアソン比 ru = 50 ri = 60 re = 70 Δr = 1 L ( 円柱の長さ ) = e e-006 kg/³ 接触圧力 % *: 参考文献 : Joseph Edward Shigley Charles R. Mischke Mechanical Engineering Design McGraw-Hill, Inc 年 8

まとめ Autodesk Inventor Professional に密接に統合され構造解析を使用すると製造前に実際の状況下で設計がどのように機能するかを設計者が速やかに予測することができますさまざまな解析ができるシミュレーション環境によってパーツとアセンブリ両方の環境で静的および動的 ( 固有値 ) 解析を実行できますまたダイナミックシミュレーションの結果を基に

9 まとめ Autodesk Inventor Professional に密接に統合され構造解析を使用すると製造前に実際の状況下で設計がどのように機能するかを設計者が速やかに予測することができますさまざまな解析ができるシミュレーション環境によってパーツとアセンブリ両方の環境で静的および動的 ( 固有値 ) 解析を実行できますまたダイナミックシミュレーションの結果を基に反力を有限要素の構造解析の条件に利用することができ構造解析をより効果的に使用できます詳細はを参照してください Autodesk Autodesk Inventor Inventor は米国および / またはその他の国々における Autodesk, Inc. その子会社関連会社の登録商標または商標ですその他のすべてのブランド名製品名または商標はそれぞれの所有者に帰属しますオートデスクは通知を行うことなくいつでも該当製品の提供および機能を変更する権利を留保し本書中の誤植または図表の誤りについて責任を負いません 2009 Autodesk, Inc. All rights reserved.

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