〜機構解析による力学計算〜

 

機構解析とは

アセンブリモデルを構成する部品間に機構や動力を定義し、

その自由度の制限にしたがってモデルを運動させたり、

部品間に作用する反力などの力学計算を行うこと

�@ 運動シミュレーション 　　　　　　　　　　　　（モデルの動きを確認する）   　　機構解析　　�A 干渉チェック 　　　　　　　　　　　　（部品同士の衝突がないかチェックする）   　　　　　　　　　　�B 力学計算 　　　　　　　　　　　　（各部品の重量や重心、慣性モーメントを 　　　　　　　　　　　　　計算し、モデル内に発生する反力や 　　　　　　　　　　　　　トルクなどを求める）

 

・各部品の体積、重量、重心座標、慣性モーメントを求める

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（マスプロパティ計算）

・アセンブリモデルに重力や外力の指定を行い、モデルを

　動作させた時の反力やトルクを求める

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（ダイナミック機構解析）

 

モデルのマスプロパティ計算

�@ 部品を作成する（この時、[テンプレート]を空ではなく、

　　mmns_part_solidにすること。後で力を計算する時に、

　　単位をわかりやすくするため）

 

�A メニューマネージャで[設定]→[比重]を選び、密度を入力する

　（例：アルミニウムの場合２.7g/cm3＝2.7×10-9トン/mm3）

 

�B メニューで[解析]→[モデル解析…]をクリックし、[タイプ]で

　　モデルマスプロパティを選んで計算を実行する

 

�C その部品の体積、表面積、密度、質量、重心座標、

　　慣性モーメントなどが表示される

アセンブリについても同様にマスプロ計算ができる

 

 

使用するモデルの形状

 

 

機構解析（ダイナミック解析）の基本手順�@

�@ すべての部品の単位系と密度の設定を行う

�A キネマティック解析の場合と同様にピン結合指定を行い、

　　アセンブリ（torque.asm）を作成する

�B メカニズムメニューに移り、[質量特性を定義]のアイコンで

　　各部品のマスプロパティを確認する

�C [重力を定義]のアイコンをクリックし、重力の方向を指定する

　（グラウンドボディの座標系が方向の基準となることに注意）

 

機構解析（ダイナミック解析）の基本手順�A

�D 解析定義を行う

　（[タイプ]に「ダイナミック」を選び、

　　[外部荷重]タブで「重力を考慮」にチェックを入れる）

 

�E 解析を実行すると、重力の影響が確認できる

 

 

機構解析（ダイナミック解析）の基本手順�B

 

�F 「重力を考慮」のチェックを外す

�G ジョイント軸に、サーボモーター（速度36度／秒）を指定する

�H [フォース／トルクを定義]のアイコンをクリックし、下のように

　　ポイントフォースを指定する

 

機構解析（ダイナミック解析）の基本手順�C

�I 解析定義を行う（サーボモーターと外部荷重を解析に追加）

�J 解析を実行する

�K 結果セットを保存する

�L [メジャーを生成]アイコンをクリックし、メジャーを定義する

機構解析（ダイナミック解析）の基本手順�D

�M 結果セットを開くと、荷重反力値が得られる

　　　　　　　　　　　　　　　→今回の場合は軸なので、トルク反力

　　　　　　　　　　　　　　　　（100 N×97.5 mm ＝ 9750 N･mm）

機構解析（ダイナミック解析）の基本手順�E

�N メジャーの[タイプ]を結合反力に変え、次のように指定する

 

�O 結果セットを開くと、垂直反力値（100 N）が得られる

　　※ラジアルフォースYを求めてみると、armの長さ方向にも

　　　 わずかに反力（0.0001 N）が生じていることがわかる