ねじの静的応力

[morse_0602]

シミュレーション機能の静的応力で、ねじ同士の引張り（めねじの片端を固定して、おねじに1000Nの引張）

を試してみたのですが、メッシュでエラーが出ました。

　　

エラーメッセージは

a：サーフェスメッシュを作成しています（面の境界です）
b：ソリッドメッシュを作成しています（面トポロジです）

というものでした。

接触設定は、自動で行った後、ねじの山と谷同士に接触の設定をしてあります。

強度については手計算してみることにしたのですが、これは私の手段に問題があるのでしょうか。

ご存じでしたら、助言頂ければ幸いです。

[adachitech7 · Accepted solution]

私も同様なモデルを作ってトライしてみました。

接触はオートで。

荷重は雄ネジの平面部を円で分割してそこに1000Nをかけています。

これで計算自体はうまくできました。

アーカイブデータを添付しますので参考にしてみてください。

[morse_0602 · Accepted solution]

アーカイブまで添付していただき、本当にありがとうございました。

今、頂いたデータのシミュレーションを実施しましたが、きれいに結果が出ていました。

私の実施例と相違している点は、「接触の結果」が1つ（1組）だったことです。

頂いたデータの履歴を拝見して、精進したいと思います。

改めて、ありがとうございました。

[morse_0602]

解決済みでクローズした後、ちょっと試しに、「M2のおねじだけ」でシミュレーションを行ってみたら、

やはり、メッシュでエラーが出たので、そのデータを添付してみました。

これは、どの辺りに問題があるのか、ご教示頂ければ幸いです。

別途、テーマにしようかとも思ったのですが、経緯とも思い、こちらに掲載しました。

[adachitech7]

赤線を引いた箇所のエッジが原因でうまくメッシュを切れないようです。

試しにこのエッジにC0.1を付けるとうまく解析できました。

元々の形状に無理があるようです。

解析に問題がなければ軸部分を延長するなどジオメトリの変更をお勧めします。

[morse_0602 · Accepted solution]

重ね重ね、ご丁寧にありがとうございました。

ねじの切り始め、切り終わりの部分に要所がある様子。注意してモデルを作成してみようと思います。

[takemi99VVD]

こんにちは、

私もモデルによっては「面の境界です」と表示されてしまいます。他のＣＡＤでモデリングする際にリード角上にねじ断面を描き有効形状のピッチ螺旋に軌道押し出し（ここではスイープ？）させるのですが、ねじ外径を後で切り取る際に軸心上に展開し切り取ると「面の境界です」と表示されメッシュが切れない時があります。同じリード角上にカッターを配置しピッチ螺旋でスイープしてから切り取った物はねじ山リード角に対し分割が整合されているので表示されません。また、リード角を無視してJIS規格通り軸線平面上にねじ断面（三角谷径Ｒ付き）を描きスイープしたものはエラーが出ません。ただ、Fusion360ではリード角が無いと捉え応力ベクトルが垂直になってしまいます。ＣＡＥは実務経験が無い超初心者なので正しいか分かりませんが参考にして下さい。

ちょっと必要だったので４ヶ月ほどＣＡＥに取り組んでいますが、一人でいじっていると判断基準を見失い「ＣＡＥの落とし穴」に深く迷走しました。

写真はM8 P1.25 6g 6Hで中心規格値　軸太→転造下径　構造物1,2共に軟鋼　ボルト　高強度低合金　1,500N引張り

[morse_0602]

事例紹介頂き、ありがとうございました。

[takemi99VVD]

すみません、ちょっとわかり難いので資料追加します。

[SoftSpring]

takemi99VVD様

お世話になります。

ねじ山のモデリングですが、

ねじのリード角(青線)の直行平面(オレンジ線平面)に60°ねじ山形状を書くのでしょうか。

JISブックを見るとねじの軸線に対して90°の平面(黒線平面)になっているのでこちらに書くものだと思っていました。

宜しくお願い致します。

[挿入されていた画像を削除しました - オートデスクより]

[takemi99VVD]

オレンジの線はリード角を与えた平面上にスケッチして螺旋軌道でスイープする事と捉えてよろしいでしょうか？

JIS規格書のねじ断面は軸線投影平面図上にし正確に60度山となっていますので、CADで描画する際にスケッチにリード角を与えると規格書とは違ったねじ山となります。現実のねじはリード角を持っていますので軸線平面上断面では角度が若干ズレます。CADでモデリングする際にどちらが正しいモデリング方法なのかは使い方によると思いますが、現在のCADやCPU性能ではJIS規格と同じように軸線平面上にスケッチをして螺旋スイープした方が良い気がします。

スケッチに傾斜を付け螺旋スイープした際に完全なベクトルを維持できるCADは無いように感じます。

私のCADでも少しずつズレが生じある程度山数のある解析では正確に解析出来ません。

また、このトピックスのように解析時にエラーが出る事も多くなります。

このトピ、ねじ解析時のエラーのについてだったので「リード角断面でのモデル」をエラー事例で載せましたが、ややこしい事をしてしまい恐縮です。

規格書通りモデリングするのが一番問題無いと思います。

[takemi99VVD]

規格通りモデリングすると、下のようになります。

こちらの方がキレイで、スッキリしています。

なるべく線と面を減らして断面も最小構成にしてあります。軽くなるべく断面以外のベクトルが合うようにしてありますが、やっぱり少しズレます。・・ここがねじの難しいところで、いつか完全なモデルを作りたいのですが、、スッキリしません。

[takemi99VVD]

ズレるは下の写真のように断面の中間でベクトル操作が出来なくひねりが入ります。

（おねじ側を45度回してめねじと接触する位置にしてあります）

ゼブラ解析にてフランク面に屈折が有ると解析に使えないのでなだらかにすると、中間で大きくひねられます。

今のソフトでは断面数をひたすら増やす以外精度を上げる方法が見つけられません。

ただ、これだけひねりが入っていてもおねじめねじが同じひねりなので静解析で引張るだけなら分かりません。ひねりが小さくてもゼブラで屈折を見つけられるモデルの方が解析に影響します。

動的に回して解析したらだめでしょう。

スイープ時に各断面で計算の結果余った部分は螺旋方向に余らせて最後に断面を切り直してくれると良いのですが、、

Inventor®なら出来るのでしょうか？正確にねじが描けなく結構困っています。

どなたかご存じないでしょうか？

[adachitech7]

@takemi99VVD さん、こんにちは。

ネジの断面スケッチを90°回転させて3Dスケッチにした上で螺旋状にひねりながらスイープしてみました。

これで目的のものが作れていますでしょうか？

動画と添付データをご確認ください。

このトピックは既に解決済みになっているようですので追加のご質問があるようなら新しく投稿していただくと助かります。

[takemi99VVD]

adachitech7さん、さすがですね

そんな手があったとは、目から鱗が、

本当に困っていたので大変助かります。

Fusionも真面目に取り組まないとダメですね、反省しました。

先程、Fusion 360のスイープを試して、そもそも私が理解していなかった事に気が付きました。軌道に対して外側に展開するのですね、adachitech7さんに教えて頂いた方法含め取り組んでみます。

ありがとうございます。

また、終了済みのコーナーでの質問恐縮です。

以後気をつけます。