2009年10月14日

ブログ第5号 軸対称モデル(その2)

■管をフランジで繋ぐ

両端がフランジになっている管を繋ぐ。管には10(kgf/mm2)の
圧力
の流体が流れているケースを仮想する。

★管   : Φ150mm
★フランジ: 板厚10mm、8本ボルト締結
★材料  : 管、フランジともSUS
★内圧  : 10kgf/mm2
★固定  : 両フランジは「ボルト部のみで完全に固定」


■接触モデル使用の有無による結果の違い

(1)接触モデル 不使用

解析時間は、約20分

フランジモデル(接触モデル 使用なし)

パイプ応力(接触モデル 使用なし)

これは、非現実的な解析結果であるが計算結果を得ることが簡
単であり、より精度の高いモデルへのステップになる。さらには、
多くの予備的な情報を得ることができる。

フランジ・パイプの設計のみならず、フランジ用のパッキンやOリングの選定、設計に利用できるような結果を得ることができた。


(2)接触モデル 使用

解析時間は、約30分

フランジモデル(接触モデル 使用あり)

パイプ応力(接触モデル 使用あり)

接触などの便利なモデルを利用することで、より現実的な結果を
得ることができる。

フランジ口開きの違いなども解析することができ、より失敗の少な
い設計が可能となる。


femap_structure at 16:20|PermalinkComments(5)TrackBack(0)静解析 

2009年10月09日

ブログ第4号 軸対称のモデル

■管をフランジで繋ぐ

両端がフランジなっている管を繋ぐ。管には10(kgf/mm2)の
圧力
の流体が流れているケースを仮想する。

Frange Model コピー

軸対象、且つ、管の長手方向対象性を考慮したモデルとした。
この状態の静的な強度解析を実施してみた。

では、簡単に条件を決めておく。

★管   : Φ150mm
★フランジ: 板厚20mm、8本ボルト締結
★材料  : 管、フランジともSUS
★内圧  : 10kgf/mm2
★固定  : 両フランジは「ボルト部のみで完全に固定」

メッシュは、コンピュータ任せの6面体とした。

Frange Mesh コピー



■解析結果

(1)管の膨張による管部の応力が最も高い。

Frange Result Upper コピー


(2)最大応力部は、管部膨張による力、フランジ部の維持力が
拮抗する部分

Frange Result Upper Zoomコピー


(3)ボルト締結力

Frange Result Bolt コピー

「固定部の反力」により、ボルト締結力を知ることができる。


■結果の出力を合わせて、解析時間は12分。

管部の膨張は、材料力学の理論式から求めることができる
、フランジがある場合は不可能。

CAEを利用することで、管の選定、ボルト締結力、触れなか
ったがフランジ変形量を見ることでOリングやガスケット、パッ
キンの選定もできるようになる。

簡単のため、フランジを固定している側、は剛体としてモデル化
しているし、フランジは自由に変形するようモデル化している。

際に近づけるモデル化をしてみることにする。

 
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femap_structure at 10:15|PermalinkComments(0)TrackBack(0)フランジをともなう | 静解析

2009年10月07日

ブログ第3号 とても簡単なモデル(その2)

■立方体の押しつぶし

立方体を定盤の上に乗せて上から圧縮し、押しつぶす状況のモ
デルを考える。そのときの応力(分布)は、底面ではコーナーの応
力が高い結果となった。

さてこの問題、立方体が定盤にしっかり固定されている条件を利
用したが、実際にはどうだろうか。

荷重をかける上面、定盤と接地する底面、接地条件(摩擦)に依
存する可能性はないだろうか。それによって、コーナーの応力は
どうなるだろうか。

では、条件の変更をして解析をしてみる。

 ★ 立方体: 10cm角
 ★ 材 料: 一般的な、スティール(鋼)
 ★ 圧縮力: 上から、100kg
 ★ 定 盤: 定盤は動かない

追加(修正)の条件オプションとして、

 ★1 上底面: 摩擦はなく、「自由」に動く
 ★2 上底面: 金属摩擦に応じて動く

■解析結果

 ★1 上底面: 摩擦はなく、「自由」に動く、場合

Friction=0 コピー



 ★2 上底面: 金属摩擦に応じて動く、場合

Friction=04 コピー

これらは、約26分の解析時間が掛かった。

このような条件のパラメトリック実験は、潤滑剤などと利用に
より可能であるが、到底30分では実施はできないし、歪の計
測だけでも結構難しい。

こういう点がCAEの良いところである。



femap_structure at 13:18|PermalinkComments(0)TrackBack(0)静解析 | 立方体の圧縮