2023年5月12日
CAD/CAEシステムによる真空タンクの構造解析
構造解析でわかること
情報・生産技術部 設計試作グループでは、CAD/CAEシステムを用いて、真空タンクの構造解析を行いました。
この解析ではモデル（真空タンク）、荷重条件、拘束条件が全て左右対称なので、図のように１／２にカットしたモデルを利用します。
まず3D CAD(Autodesk Inventor)で3Dモデルを作成し、作成した3Dモデルに対してCAE（ANSYS Mechanical Pro）でメッシュを生成し、材質及び拘束条件、荷重条件、得たい結果（応力、変形量、安全率など）を設定し、計算を行います。
材質はSS400とし、解析条件は、１／２にカットした断面を""摩擦なし支持""（対称条件）、底面を”固定”とし、真空タンクなので外面全てに0.1MPaの圧力を加えています。
計算時間は、線形解析の場合は数分程度の場合が殆どですが、収束計算を行う場合は更に数倍、非線形解析では数十分から数時間かかる場合があります。
線形解析・・・荷重条件等の入力値を2倍にすると、変形等の出力も2倍となるような、連立一次方程式として表現可能な問題
真空タンクの構造解析結果
結果は数値（最大値、最小値、平均）及びコンター図（等高線図）で確認することが出来ます（以下のコンター図は変形がわかりやすいようにデフォルメしています）。
この図より、上部のリブ部の相当応力が最大となっており、値は358.64MPaだと分かります。
この全変形量の図から、上部のフタの中央部の変形が最も大きく、その値は2.48mmだと分かります。
安全率の最小値は0.697であり、１を下回っているので塑性変形が発生します。
このように構造解析を行うことで、試作をする前に、条件に対して強度が十分であるか、またどの部分が壊れやすいかなどを知ることが出来ます。
ご利用を希望される方へ
このページのご紹介内容は、依頼試験、委託開発でご利用いただけます。
使用機器
料金
| NO. | 項目 | 単位 | 料金 |
|---|---|---|---|
| E4990 | 機械設計・解析 | １時間当たり | 6,160 |
ご利用方法
委託受託（KISTEC事業名：技術開発受託）で利用できます。
