FreeCAD

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つかさたかぎ
5 years ago
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1 解析のための FreeCAD によるモデリング入門 2015 年度版秋山善克

2 本日の演習内容 3DCADの概要説明パートワークベンチによるモデリングパートデザインワークベンチによるモデリング製図ワークベンチによるモデリング 3DCADモデリング演習 1 3DCADモデリング演習 2 3DCADモデリング演習 3 3DCADモデリング演習 4 3DCADモデリング演習 5

3 FreeCAD とは FreeCAD は CATIA Creo Autodesk Inventor SolidWorks や Solid Edge などに類似したツールを備えており MCAD PLM CAx( 英語版 ) と CAE に分類されるコアシステムを変更せずに機能を追加することが可能なモジュラソフトウェアアーキテクチャを採用しておりフィーチャーベースのパラメトリックなモデラー ( ソリッドモデリングのモデラー ) である FreeCAD とはオープンソースソフトウェアとして開発されている 3D CAD ですマニュアルの日本語化メニュー画面の日本語化などが進んでいます ( ウィキペディアより ) 操作性など細かな部分では商用ソフトに及びませんが基本的な機能は備えています教育やオープン CAE の分野での活用が期待されています Windows Mac Linux の多くの OS に対応しています FreeCAD について開発版ダウンロードサイト

4 FreeCAD の機能 Part 基本形状を作成し複数の基本形状を論理集合することで複合化した立体形状を作成する Sketcher 平面に円弧や直線を組み合わせた面を作図する Part Design Sketcher で作成した面を押し出す ( 直線回転 ) ことにより立体形状を作成するファイル変換 STEP,IGS,STL などの標準的なファイル形式をサポートしておりこれらをインポートエクスポートすることが可能であるマクロ機能一連の作業を記録するマクロ機能がありスクリプト化することが可能であるマクロ言語は Python その他にもメッシュ分割や解析レンダリングなどの機能がある

5 FreeCAD 起動画面メニューバーツールバーコンボビューグラフィックウィンドウ

6 グラフィックウィンドウ上で右クリック FreeCAD の操作

7 FreeCAD バージョンの確認

8 FreeCAD の日本語マニュアル

9 ワークベンチの選択形状作成には Draft Part Part Design を主に使用ツールバーの表示ワークベンチでも選択可能

10 パートワークベンチ

11 練習で作成するモデル 1XY 平面を底面基準とし Z 軸を中心軸とする半径 50mm 高さ 50mm の円柱を作成する ( ソリッドモデル A) 2 座標値 (0,0,50) を中心とする半径 40mm の球形状を作成する ( ソリッドモデル B) 3 円柱 ( ソリッドモデル A) と球 ( ソリッドモデル B) を組み合わせる

12 パートワークベンチによるモデリング 1XY 平面を底面基準とし Z 軸を中心軸とする半径 50mm 高さ 50mm の円柱を作成する ( ソリッドモデル A) 高さ半径

13 パートワークベンチによるモデリング 2 座標値 (0,0,50) を中心とする半径 40mm の球形状を作成する ( ソリッドモデル B) 中心点位置半径

14 ブーリアン演算 3 円柱 ( ソリッドモデルA) と球 ( ソリッドモデルB) を組み合わせるブーリアン演算円柱 (A) 球 (B) 重ね合わせ表示 Union A+B Difference A-B Difference B-A Intersection A*B Section A*B

15 パートデザインワークベンチ

16 パートデザインワークベンチ

17 パートデザインワークベンチ

18 パートデザインワークベンチによるモデリング 1XY 平面を底面基準とし Z 軸を中心軸とする半径 50mm 高さ 50mm の円柱を作成する ( ソリッドモデル A) スケッチ作成スケッチの押出

19 演習 2 スケッチを用いたモデル作成 2 座標値 (0,0,50) を中心とする半径 40mm の球形状を作成する ( ソリッドモデル B) スケッチの回転カット円柱上面選択後スケッチ作成

20 スケッチ作成上の注意点スケッチ内に一つの閉空間を作成する開空間の場合は押し出した時にサーフェスが作成される幾何拘束を適切に設定しラインを緑色にする拘束が適切に定義されていないとスケッチを再編集した際に反映されない過剰拘束の場合も緑色になるので注意が必要スケッチでは単純な形状を作成する複雑な形状は押出しやカットブーリアンで作成する図形の数学的な定義通りに指定する線分始点座標と終点座標始点座標と方向と長さ円中心点座標と半径中心点座標と円周上の 1 点の座標円周上の 3 点の座標円弧始点座標と終点座標と半径始点座標と終点座標と円弧上の 1 点の座標

21 線分の定義始点座標と終点座標始点座標と方向と長さ

22 円の定義中心点座標と半径中心点座標と円周上の 1 点の座標円周上の 3 点の座標

23 円弧の定義始点座標と終点座標と半径始点座標と終点座標と円弧上の 1 点の座標

24 製図ワークベンチ

25 製図ワークベンチ

26 製図ワークベンチ

27 製図ワークベンチによるモデリング

28 製図ワークベンチによるモデリング

29 製図ワークベンチによるモデリング

30 製図ワークベンチによるモデリング

31 製図ワークベンチによるモデリング

32 製図ワークベンチによるモデリング

33 ブーリアン演算製図ワークベンチによるモデリング

34 履歴編集の違い 1 円柱の高さを 50mm 80mm に変更するパートワークベンチによるモデリングパートデザインワークベンチによるモデリング Cylinder データ編集 Pad 右クリック Edit pad

35 演習 1 3DCAD 利用技術者試験 q3-1

36 FreeCAD によるモデル作成 3DCAD 利用技術者試験サンプル問題より

37 スケッチの作成スケッチ幾何拘束の設定適当にスケッチを描いた後図面の通りに幾何拘束を設定する

38 Sketch Pad フィーチャーの作成

39 図面と同じように寸法を入れるカットする面を選択しスケッチを作成

40 Sketch Pocket スケッチでカット

41 履歴の編集 Sketch の寸法を変更することで形状を編集できる

演習 2 リンクアーム http://www.sit.ac.jp/user/konishi/jpn/lecture/cad/ CAD_2ndAll.

42 演習 2 リンクアーム CAD_2ndAll.pdf#search='%E6%A9%9F%E6%A2%B0% E8%A3%BD%E5%9B%B3+%E3%82%B5%E3%83%B3% E3%83%97%E3%83%AB%E5%9B%B3%E9%9D%A2'

43 Part Design 楕円の作成楕円の拘束楕円中心長軸短軸の長さ長軸 or 短軸の位置

44 Part ロフトの作成スケッチを選択ロフトの断面を選択ソリッドを作成する場合はチェック

45 Part Design 円柱の作成スケッチを作成

46 Part Design 円柱のカットカットする面を選択後スケッチを作成

47 演習 3 六角ボルト M10 諸元 D=10 P=1.5 s=16 k=6.4 l=50 lg=24 lb=28 ねじ締結の原理と設計著者 : 山本晃発行所 : 養賢堂

48 1 ピッチオフセットしておくと後が楽ボルト軸の作成

49 正六角形を作成し内接円を拘束するボルトの頭の作成

50 ボルトの頭の作成

51 エッジ選択後面取りアイコンを選択ボルト軸部の面取りの作成

52 ねじ部の作成

53 ねじ部の作成スイープする断面を選択螺旋をすべて選択選択後終了をクリック

54 ねじ部の作成 ( 端部処理 )

55 演習 4 M20 アイボルト Φ42.5 φ18

56 演習 5 3DCAD 利用技術者試験問 4

57 演習 4 3DCAD 利用技術者試験問 4 モデリング目標時間 20 分 3DCAD 利用技術者試験サンプル問題より

58 履歴サンプル

59 Salome-Meca で読み込みファイルエクスポート STEP with colors Geometry Mesh Post-Pro

60 参考文献絵ときでわかる 3 次元 CAD の本著者 : 水野操発行所 : 日刊工業新聞社 3 次元 CAD SolidWorks 練習帳編者 : アドライズ発行所 : 日刊工業新聞社ねじ締結の原理と設計著者 : 山本晃発行所 : 養賢堂 ch='%e6%a9%9f%e6%a2%b0%e8%a3%bd%e5%9b%b3+%e3%82%b5%e3 %83%B3%E3%83%97%E3%83%AB%E5%9B%B3%E9%9D%A2 AutoCAD による CAD 基礎製図 ( 第 2 版 ) 小西克享著

Microsoft PowerPoint - Salome-Meca.pptx

Microsoft PowerPoint - Salome-Meca.pptx 1 SALOME-MECA による CAD モデリングとメッシュ生成秋山善克 2 本日の演習内容 3DCADの概要説明 CAD 演習 1 Primitivesによるモデル作成 CAD 演習 2 押出回転によるモデル作成 Mesh 演習 1 メッシュ作成 Mesh 演習 2 メッシュアルゴリズムの変更 Mesh 演習 2 メッシュサイズの変更 Mesh 演習 3 メッシュの任意サイズ指定 Mesh