クレーンフックの強度解析
1.問題の記述
全長416mm、全幅215mmのクレーンフック（図１）の負荷部分（図１④）に全荷重5tを与え、ASA[1]により応力解析を行う。ここでは適合要素と非適合要素による解の比較を行う。
2.モデル化
図１のクレーンフックの形状に対し、６面体ソリッド要素の要素メッシュを自動生成し、ASAによりFEM解析を行う。
境界条件：ポイント①のx方向、ｚ方向
：ポイント②のｚ方向拘束
：サブエリア③の法線方向(ｙ方向)
荷重条件：セグメント④のy方向に全荷重5tを負荷
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図１ 形状
3.解析結果
図２、３は要素数が1071の場合の変形図および最大主応力図を表している。
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変形前 変形後 |
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図2 変形図 |
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図3 最大主応力図
表1、図4は点Aにおける最大主応力を適合要素、非適合要素(曲げ)、非適合要素(曲げ＋バブル)で計算した結果の収束性を検討したものである。この曲げの問題では、非適合要素は適合要素に比し、収束性に優れていることがわかる。ここで参照解は、要素数を限りなく大きくしたときの収束解としている。
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表１各種の要素メッシュによるＡ点最大主応力
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図4各種の要素メッシュによるＡ点最大主応力の比較 |
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参考文献
[1] M.Tanabe， Software Architecture for Effective Finite Element Structural Analysis on Microcomputer， ASME PVP， 177， 99-104，1989.