部品間に生じる接触力を視覚化してみよう！【構造vol.15】

2025年04月01日

ここまでは繰り返し、接触解析をはじめとした線形解析、非線形解析について、事例を挙げながら説明してきました。ここまで紹介した内容に関連して、接触の設定が含まれる解析モデルならではであるのですが、接触面でどれくらいの力が伝わるのか、相手の部品に生じているのか、ということを確認することが可能ですので今回は紹介したいと思います。
SOLIDWORKS Simulationにて線形静解析を行いました。モデルの概要は以下の通りになります。

図　：　解析モデルの概要

先端には、荷物を持ち上げるためのアタッチメントがついていますが、ここは荷重条件で置き換えし、図に出ているユニットで解析を行います。
部品同士はピンでつながれており、ピンと部品の間は接触を設定しています。
解析結果を下図の左側に示しています。接合部付近には応力が発生していることがわかりますが、この時接合部にどの程度の力が発生しているのか、というのが接触を定義して解析した場合には、あとで確認することができます。（下図：右側）
今回の場合は、荷重が上方向に入力されているため、同様の方向に接触面に対してかかる荷重は大きくなっているのはわかると思います。それと同時に荷重値は小さいですが、その他2方向にも力が生じていることがわかるかと思います。

図　：　解析結果（左）　と　接触力の確認結果（右）

ビジュアルで表示もされていますが、方向および力の大きさが表示されています。
接触力の確認方法は、力の結果リスト表示を選択いただき、下図の力の結果が画面を表示します。オプションから接触/摩擦力を選択した状態で、参照面を選択後、接触面を選択いただくと、該当部の接触力を表示できます。

図　：　力の結果リスト表示　画面

この情報を用いることで、ユニット全体の挙動がイメージしたものとなっているかとあわせて、接触部を介して部品間の力が正しく伝達されているかを確認できます。
今回のケースですと、円筒面全体にかかる荷重値の総和が数値として出てきているため、より厳密に面のどの部分に力が強く発生しているかを確認するためには、円筒面に分割線を入れるなど、工夫が必要になってきます。
　今回の機能を用いることで、接触面を介した部品間での力の伝達を視覚化することができます。解析結果の考察、イメージした現象を再現できているか確認する際に役立つ機能ですので、有効活用してみてください。

[From K.Mikuni]

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