演習資料 ( 作成 : 江澤良孝 ) SolidWorks2014 による直方体モデル作成と SolidWorks Simulation による 3 次元応力解析 - 参照面を使った境界条件の設定 - 10N 3 面を面に垂直に拘束 材料 : 炭素鋼 ( 普通 ) 1

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1 演習資料 ( 作成 : 江澤良孝 ) SolidWorks2014 による直方体モデル作成と SolidWorks Simulation による 3 次元応力解析 - 参照面を使った境界条件の設定 - 10N 3 面を面に垂直に拘束 材料 : 炭素鋼 ( 普通 ) 1

2 演習資料 ( 作成 : 江澤良孝 ) SolidWorks 2014 によるモデル作成 1. パソコンを起動し ログインする ( デフォルトの仮想デスクトップ ) 2. SolidWorks を起動する [ スタート ] >[ すべてのプログラム ] > [SolidWorks 2014] >[ SolidWorks 2014 x64 Edition] 2

3 3. 初期画面が表示される 4. ツールバー と メニューバー の表示は切り替えられます ツールバー タイトルバーにマウスポインタを重ねるとメニューバーが表示される メニューバー プッシュピンをクリックするとメニューバーが固定される 3

4 5. ファイル 新規 をクリック 6. この後, 下記の表示がでることがある. そのときは, はい をクリック 7. 標準単位と寸法 の設定ウィンドウがでたら, MMGS と ISO を選択して OK をクリック ( このウィンドウがでないときは, あとから ツール > オプショ ン > ドキュメントプロパティ で単位の設定をする ) 4

5 8. 新規 SolidWorks ドキュメント の画面がでるので, 部品 を選択し. OK をク リック. アドバンスだと 5

6 9. 部品を作成する画面が表示される 10. 作業 7 の 標準単位と寸法 の設定ウィンドウがでなかったときは ここで, 単位を指定する. [ ツール ] > [ オプション ] > [ ドキュメントプロパティ ] >[ 単位 ] または 画面右下の部分 ( IPS とか ユーザ定義 といった表示になっている ) をクリック. MMGS を選択して, OK をクリック単位 : MKS (m kg 秒) CGS (cm g 秒) (CGS (centimeter, gram, second)) MMGS (mm g 秒) (MMGS (millimeter, gram, second)) IPS( インチ ポンド 秒 )(IPS (inch, pound, second)) ユーザー定義 寸法表示規格 :ANSI ISO DIN JIS BSI GOST GB 6

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9 11. 押し出し をクリック ( または 挿入 > ボス / ベース > 押し出し ) 9

10 12. フィーチャーの断面をスケッチする平面として正面をクリック ( 画面に正面が表 示されていますが, まだ正面を選択していないので, 必ず正面をクリックすること ) ほかの平面, 正面 右側面 平面 を選びたいときは視点を変更して不等角投影法でみるとよ い. (1) ヘッズアップビューツールバー ( グラフィック領域の上あたりにある ) から 表示方向 をクリック (2) 不等角投影をクリック ヘッズアップビューツールバーが見つからないときは, メニューバーの 表示 ツールバー 表示 ( ヘッズアップ ) を選択してください. 10

11 13. スケッチ タブの 矩形 をクリック 適当な位置で, 矩形の対角線上のコーナーをクリックして, 右クリック 選択 をクリックでコマンド終了 クリック クリック ( 参考 ) 矩形コマンドを終了する 5 つの方法 (1) OK をクリック (2) Esc キーを押す (3) 右クリック 選択 をクリック (4) 同じ矩形アイコンをクリック (5) 次に実行するアイコンをクリック 11

12 14.< 四角形に正確な寸法を与える > コマンドマネージャーのスマート寸法をクリックし, 寸法を指定したい線をクリックして, その後, 図形の外側にマウスを動かすすると, その線から寸法線が引き出され, 任意の位置でクリックすると寸法の記入欄が現れる. キーボードで正しい数値 100mm を入力し, OK ボタンをクリックすると寸法値が修正される.( 数値の入力欄に単位がないときは, 入力欄の下の 単位 の > をクリックして mm を選択) 長方形の縦の長さも同様にして 50mm に修正 2 外側にマウスを動かす 1 クリック 12

13 修正後, 図形がグラフィック領域に収まらなくなった場合は, ヘッズアップビューツール バーの ウィンドウにフィット ボタン をクリックすればよい. 13

14 23.< スケッチ終了と押し出し寸法の指定 > コマンドマネージャーの スケッチ終了 をクリック. 押し出しのプロパティマネージャーが現れるので, 押し出し寸法を修正 ( 板厚 10mm ) して,OK ボタンをクリック. 14

15 24. 押し出しができる 31.< 材料の定義 >: 炭素鋼 ( 普通 ) のデータをそのまま適用 (1)Feature Manager デザインツリーで材料 を右クリックし 材料編集をクリック (2) 材料ダイアログが表示されるので, SolidWorks Materials の中の 鋼鉄 の 中の 炭素鋼 ( 普通 ) をクリックして 適用 をクリック 15

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17 33. 質量特性をチェック ツール (Tools) > 質量特性 (Mass Properties) をクリックします. すると, 質量特性のダイアログが表示される 17

18 演習資料作成 : 江澤良孝 SolidWorks Simulation による 3 次元応力解析 1. ソルバの選択 : Office 製品 タグ SolidWorks Simulation をクリック 2.Simulation タグが表示されるので スタディアドバイザー の下の クリック 新規スタディ クリック 静解析を選択 OK ボタンをクリック 18

19 3. 材料選定 (CAD 部分で材料を選定してあればこの作業は不要 ): CAD 段階で材料選定しておくとデザインツリーの静解析の Part1 のところに材料が 表示されている この場合は解析での材料は選定済み 19

20 Part1 の横に材料名が表示されていないときは 選定されていないので (1) 材料適用 クリック (2) 材料ダイアログが表示されるので, SolidWorks Materials の中の 鋼 鉄 の中の 炭素鋼 ( 普通 ) をクリックして 適用 をクリック 20

21 4. 境界条件 : 拘束条件 Simulation タグの 拘束アドバイザ の下の をクリック 対称 を使う方法もあるが他の資料で説明してあるので ここでは 参照/ ジオメトリ使用 を使う方法を紹介する (a) 詳細拘束条件 をクリック (b) 拘束 PropertyManager が表示される. タイプ タグになっていることを確認する. デフォルトで 参照 / ジオメトリ使用 が選択されている. 青くなっている なっていなかったらここをクリック 21

22 (c) 詳細設定 で青色の拘束する面を指定する部分をクリック ( デフォルトですでに青くなっている ) (d) グラフィック画面上で拘束したい面をクリック ( クリックしやすいように図形を回転させること ) (e) 参照面を指定するピンクの部分をクリック (f) 参照面 ( 先ほど指定した拘束面と同じ面 ) をクリック (g) 変位 の部分の垂直方向変位を指定する部分の をゼロに指定 をクリックして 指定変位 22

23 (h) OK ボタン をクリック 23

24 (i) 同様にして 他の二つの拘束面の拘束も設定する 24

25 ( 参考 ) 固定拘束の場合 (a) 固定ジオメトリ をクリック (b) 拘束 PropertyManager が表示されるので, タイプ タグになっていることを確認 (c) 固定する面を選択 OK ボタンをクリック ( 参考 ) 拘束条件オプションのまとめ ( ry_of_displacement_restraint_options.html?id=3d63e2bc e43793c929bc3) 拘束タイプ拘束される要素参照ジオメトリ 入力項目 のタイプ 固定ジオメトリ ( 並進と 頂点 エッジ 面なしなし 回転方向固定 ) 平行移動拘束頂点 エッジ 面なしなし 対称 (Symmetry) 固体の面とシェルの なし なし エッジ ローラ / スライダー面なしなし 固定ヒンジ円筒形面なしなし 参照ジオメトリ使用頂点 エッジ 面面 エッジ 平 面または軸 指定する方向に強制並進 ま たは回転 平面上 平坦面 なし 選択した平面に沿う 指定する方向に強制並進または回転 円筒面上 円筒形面 なし 選択した円筒面に沿う 指定する方向に強制並進または回転 球面上 球面 なし 選択した球面に沿う 指定する方向に強制並進または回転 周期対称 平坦な面あるいは平 軸 (Axis) なし 坦でない面のセット 25

26 5. 境界条件 : 荷重 Simulation タグの 外部荷重アドバイザ の下の をクリック 力 をクリック を選択 グラフィック画面上で荷重をかけるエッジをクリック 選択された方向 26

27 ピンクの部分の横が青くなる 参照面をクリック 27

28 単位 を目的の単位 SI に設定 をクリックして 荷重の値 10 を打ち込む ( の右が N ( ニュートン ) になっていることを確認すること ) が正しいとは限らない が正しいかもしれない どれを使うかはグラフ ィック画面に表示される力の矢印で確認して選択すること グラフィック画面上で荷重の向きを確認し 逆向きになっていたら, 反対方向 のチェックをいれて 荷重の向きを外向きにする OK ボタンをクリック 次のような画面になる 28

29 6. メッシュ作成 Simulation タグの 実行 の下の クリック メッシュ作成 クリック メッシュ密度を選択 ( 今回はこのままでよい ) OK ボタンをクリック メッシュは細かいほどよいが, 計算時間が増大する 29

30 < 参考 > なお 今回は不要であるが メッシュパラメータを展開すると 下記のようになり 曲率ベースのメッシュ を選択すると 必要に応じて二次要素が使われる メッシュ実行すると メッシュ結果が表示される 7. 念のため 解析の前に一度, 指定保存する ファイル 指定保存 保存先を選んで保存する 30

31 8. 解析実行 実行 の下の クリック 全スタディ実行 クリック 9. しばらくすると 解析が完了し 解析結果が表示される ( デフォルトでフォン ミーゼス応力の分布図が表示される ) 31

32 10. デザインツリーの 結果 の 応力 1(-vonMise-) を右クリックしてみると となっている 試しにこの中の 非表示 をクリックしてみると 結果表示が消える ここで 表示 をクリックすると結果が再表示される 32