どうせ阿保なら踊らにゃ

こんばんわ。
今現在使っているCADソフトは、Fusion360をスタートアップライセンスで使っています。
今のところ、収入が一年間で52円という驚異の金額なので、スタートアップを名乗るのもおこがましいですがね！
無料で3DCADが使えることにまず感謝なのですが、それを踏まえての不満点が、リンク機構の検討が難しいということと、今回の記事で深堀する弾性材料、特に木材の強度計算ができないことですね。

リンクについては２次元CADか、手書きで考えるのもありなのでいいのですが、強度計算ができないのは3次元CADを使う意味がないくらいクリティカルなことだと思います。
そのため、今回は仮想的に材料特性を作って強度計算をしてみたお話です。

木材の強度計算ができない理由としては、木材の異方性が挙げられます。
厳密にいえば金属でも異方性があり、しぼり加工等を行う際には議論の対象になるのですが、木材はそれがだいぶ大きいです。

結論から行きましょう。
対策としては、異方性を考えない方向で行きます！
何せ趣味のものですしね。その代わりに安全率を取るのがエンジニアリングです。

さて、Fusion360では物理マテリアルというものを使って材料の固有値を指定するので、それを作ります。
今回解析するのは設計途中のベッドのフレームです。


マテリアル→物理材料を管理から、新規に作成します。
圧縮強度を入力して完了です。
今回は、SimulationWoodMaterialという名前で作成しています。
熱特性は引き継いだものなのでなんでもいいんですが、機械と強度欄はきちんと入力しています。


作成したら、シミュレーション上で材料を指定します。


その後は拘束条件と荷重条件を指定します。
負荷条件は頭が30 [kg], 腰に60 [kg], 足部に 60 [kg]という、成人男性２人分を一人に換算した大柄の人を想定しています。
計算結果が以下です。
それぞれ、安全率、応力、変位の図です。




安全率が出てくるのは大変ありがたいですね。
安全率が最小で2なので、大丈夫です！
荷重条件がそもそも安全側にとってあるので。

あと、こういう構造体で問題になる変位なのですが、これも一番変位するところで1 [mm]ですので、問題ありません。
そもそも一番真ん中で1 [mm]の精度を出せるかすごく微妙な話です。
今回は木組みで作るのでちょっと手間取りそうですね…。

壁面に収納できるベッドを設計中ですので、次はベッドを出したときに足が動くようにリンクを設計したいと思います。
ほんとはそこまで終わってまとめたかったんですが、なかなか難しいです。
他のを見てみると別にリンクを使わずにピンだけでやってそうなんですが…。
あきらめた場合そうなりますが、ひとまず頑張ってみようと思います。