Fusion360でCAE~4種類の丸棒の引張試験

Created Date: 2017-11-16/ updated date: 2018-09-05
    • Medium tensile4s
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    Summary
    4種類の金属の引張試験を行います。一度に引っ張ることで、その結果を色で比較することができます。

    Materials

      Tools

        Blueprints

          Making

          • 引張試験片の作成

            0
            Thumb 5818853
            ここでは引張試験片の規格にある4号試験片を模してモデリングをしました。これにはくびれている部分の直径が14mm、その平行部分が50mm、肩部の半径R15以上などの規定があります。図は1つ描いたらコピーすればよいです。
            Small tensile00
            • マテリアルの選定

              0
              Thumb 5818853
              シミュレーションの画面にして、「マテリアル」をクリックするとたくさんのマテリアルが出てくるので、そこから適当なものを選びます。ここでは図のような4種類を選びました。

              Small tensile001
              • 拘束条件の設定

                0
                Thumb 5818853
                「拘束条件」をクリックして、試験片の下部を「固定」します。

                Small tensile002
                • 「荷重」の設定

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                  Thumb 5818853
                  「荷重」をクリックして、さらに「構造荷重」をクリックします。ここで右側にパレットが現れるので、試験片の4つの上端部をクリックして、ターゲットを4面にします。次に方向タイプを3軸が表示されている部分をクリックして選び、Y軸方向に加える値を加えます。ここでは8000Nを入力しました。
                  Small tensile03
                  • 「解析」の開始

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                    Thumb 5818853
                    「解析」をクリックして表示されるもう一つの「解析」をクリックすると解析を開始する画面が現れます。1分ほど計算をして「結果の詳細」が表示されました。これは「安全率」の観点から見たコメントです。ここでは、この設定では曲げや分解が起きる可能性があるということです。
                    Small tensile004
                    • 「安全率」のシミュレーション画面

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                      Thumb 5818853
                      この画面において赤い部分が危ない箇所です。よって、中央部が赤い黄銅はかなり危ないことがわかります。また、中央部が黄色い鋼とアルミニウムが同じ程度の安全率、一方で黄緑色のチタン合金はまだいくらか安全だということがわかります。
                      Small tensile05
                      • 「応力」の画面

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                        Thumb 5818853
                        それぞれの試験片の形状は同じで、同じ大きさの引張荷重を加えているので応力の画面は等しくなります。
                        Small tensile06
                        • 「ひずみ」の画面

                          0
                          Thumb 5818853
                          ひずみとは元の長さに対する変形の度合いのことです。これが材料により違いが見られます。オレンジ色が多い、アルミニウムのひずみが一番大きいことがわかります。
                          Small tensile07
                          • 設定の変更

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                            Thumb 5818853
                            同じモデルで、マテリアルや荷重を変更してシミュレーションを行うときには。左側のプロパテイを削除するなどして設定しなおします。そのまま加えてしまうと、荷重などは累計されてしまうようで、おかしな結果になってしまいます。
                            Small tensile08
                            Add Card Order

                            References

                              Usages

                              • 実際の引張試験

                                Thumb 5818853
                                工業系の学校では実際の引張試験を行います。こちらは私が工業高校に勤務しているときに撮影した鋼の引張試験の実際です。
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