Fusion360シミュレーション解析の使い方【たわみ解析】

Fusion360でシミュレーション解析の使い方について記事です。Fusion360の製品版ではシミュレーション解析の機能が付いているため実際に使ってみました。
先に結論からですがFusion360のシミュレーション解析はかなり使えます！

以前と異なり個人用の無料版ではシミュレーション機能は使えなくなってしまったみたいですが、そもそもFusion360は価格が3DCADの中ではビックリするくらい安いため、業務で使う方なら導入を検討しても良いレベルです。
製品版のライセンスを持っていない方も、シミュレーション機能がどんなものなのか見てもらえると幸いです。

また過去の記事ではFusion360で引張応力解析を行っております(下記リンク参照)ので、もしよろしければコチラも合わせて読んでみてください。

Fusion360シミュレーション解析の使い方

シミュレーションの事前準備

まず解析に使用する3Dモデルを作成します
今回は下図のような「幅30mm×高さ10mm×長さ100mm」のモデルを作成しました

材料を定義するため「物理マテリアル」をクリックします

「メタル」をクリックします

「ステンレス鋼 AISI 304」を探して、3Dモデルにドラッグして追加します

3Dモデルの色が変わり、このデザイン内に材料が追加されます

本来はステンレスの「SUS304」を選択しようと思ったのでが、Fusion360のマテリアルには「ステンレス鋼 AISI 304」しかなかったためコチラを選択しました。
これはFusion360が海外規格の材料をベースに作成しているからだと思います。
分かりにくいですが、とりあえず「SUS304」と「AISI 304」は殆ど同じ材料だと思ってもらってOKです。

材料の特性一覧表を確認します
今回選んだ材料をダブルクリックして「詳細」をクリックします

マテリアル エディタが開くので、「材質」のタブをクリックします

今回選んだ材質の特性一覧が確認できます

シミュレーションの条件定義

左上から「シミュレーション」の機能に切り替えます

残念ながら無料の個人ライセンスを使用している方は、シミュレーション機能が使えません。
個人ライセンスの方はFusion360のシミュレーション機能がどんなものなのか？を見てもらえればと思います。

「静的応力」を選択して「スタディを作成」をクリックします

すると上側のコマンドがシミュレーション用に切り替わります

まず拘束する面を定義するため「拘束」をクリックします

拘束したい面を選択してOKをクリックします

今回は完全拘束するため、「Ux Uy Uz」は全てアクティブ状態にしています

次に荷重をかける面を定義するため「荷重」をクリックします

先ほどと逆側を面をクリックします

今回はたわみ荷重をかけたいので、下記のように入力しました
・方向タイプ⇒「角度(デルタ)」
・Y角度⇒「90」deg
・大きさ⇒「500」N

解析の中にある「メッシュを生成」をクリックします

メッシュが生成されました

シミュレーションの解析実行

「解析」のアイコンをクリックします

今回はローカルを選択して「解析」をクリックします

結果の詳細のウィンドウが開きますが、一旦これは閉じておきます

安全率の右側にあるプルダウンをクリックすると、応力や変位などに切り替えられます

シミュレーションの解析結果

「応力」の解析結果

・最小値： 1.103 MPa
・最大値：89.91 MPa

「変位」の解析結果

・最小値：0 mm
・最大値：0.3356 mm

変形アニメーション

シミュレーション結果と手計算の比較

機械設計者たるもの、実際の解析結果だけ信じてはいけません！
ある程度のこの結果が適正かどうかの確認が必要です！
まずは簡単な形状で手計算と合わせて確認しておきましょう！！

「応力」の手計算について

解析結果の最大応力が「89.91 MPa」なので、だいだい計算と合っていました！

「変位」の手計算について

解析結果の最大変位が「0.3356 mm」なので、だいだい計算と合っていました！

シミュレーション解析のまとめ

今回Fusion360でシミュレーション解析でたわみ解析をやってみました。全ての画面をスクショしながらだったので、予想以上に疲れました(笑)しかしこれはかなり使えそうです。

SolidWorksにも追加ライセンス無し使える「SolidWorks Simulation Xpress」という簡易解析ソフトがありますが、圧倒的にFusion360の方が細かい設定まで出来ます。この辺は用途用途で使い分けていきたいですね。

今後はもっと細かい内容も見ていこうと思っていますので、これからも新田設計のホームページをよろしくお願いします！