このQ&Aは役に立ちましたか?
板金部品の強度アップについて
2007/06/23 11:02
板金部品の強度アップについて質問させてください。
洗濯機の底フレームや冷蔵庫の裏板などなど、平板状の板金部品(薄板)では強度をあげるために、表面によく絞り加工などをほどこしているのを見ます。
板金部品(薄板)の強度をあげるためには表面に
・張り出し加工
・補強絞り
・補強ビード
などをほどこすと思うのですが、そのときに実際、どのような形状で、どのくらいの深さで加工したらいいのか、よく悩んでしまいます。
今は過去の図面を引っぱり出して参考にして決めているのですが、そのあたりのノウハウが知りたいのです。または参考になるウェブサイトや専門書等があれば教えてください。
よろしくお願いいたします。
回答 (4件中 1~4件目)
弊社でもリブ出しや補強絞り加工やっていますが、板厚と板面積から補強を入れられる、高さや面積はでてきます。
加工業者さんと打ち合わせすれば大体の経験則はつかめると思います。
ただそうではなく、理論的にとなると下記学会などで論文が出ています。
そういった学術文献を調べる及び学会への参加、そういった研究をされている先生への問い合わせが手っ取り早いかもしれません。
今現在 学会でも議論されているということは、明確な答えはまだ無いと思われます。よって経験則でやっているものが、必ずしも正しいとは限らないかも知れません。よってこういった研究の動向を随時見極めながら、構築していく方が良いかと感じます。
このQ&Aは役に立ちましたか?
この質問は投稿から一年以上経過しています。
解決しない場合、新しい質問の投稿をおすすめします。
プレス部品の形状設計は プレスというよりは、部品機能の設計になります。部品は単品で使うのではなく、周辺との関連で機能しますから、形状を機能に合理的に合わせることが重要です。 形をまねるよりは考え方を学びましょう。特に取り付け点(ボルト、溶接)周辺の精度と滑らかな形状変化、成形による加工硬化、微細亀裂、見た目の美観 などを考えます。
専門書よりは 類似機能の製品の分解調査をお勧めします。
お礼
2007/07/05 11:26
レスありがとうございます。
急きょ盲腸で入院してしまったため、お礼が遅くなってしまいました。
>部品機能の設計になります
>形状を機能に合理的に合わせることが重要です
その、形状を機能に合わせるといったところで引っかかっているところです。
板にちょっと大きめな単なる平面状なところがあるとたわんでしまうので×形のビードや○形や□形の絞りを加工したりしてますがきちんとその意味を理解してるわけではなくて。
見た目の美観も大事ですね。
>類似機能の製品の分解調査をお勧めします
ありがとうございます。頑張ってみます。
過去の図面を引っぱり出したなら、
ついでに1個ずつ作ってみる事は出来ませんか?
そしてそれを破壊試験に掛けてみて、強度を調べます。
こうしたデータを積み重ねて行けば、例えばビード高さや長さが、
どの程度、強度に効果をもたらすかが見えてきます。
もし、計算シミュレーションも同時に行えれば、それとの相関も取れます。
数年に渡ってデータを積み上げれば、
それが御社の貴重なノウハウになるかと考えます。頑張って下さい。
# 昔勤めた某社では、こうしたデータの集積が
# 設計者のハンドブックになっていました。 御参考まで。
お礼
2007/06/23 21:46
レスありがとうございます。
>ついでに1個ずつ作ってみる事は出来ませんか?
確かに昔のように作っては壊し作っては壊して壊れる限界を見る、みたいなことがお金と時間があればできるのですが、3DCADで設計している手前、またコストダウンを迫られている手前そう何度も試作することができません。
過去の図面があるのである程度のノウハウはあり参考にはできますが、ちょっと変わったことに挑戦しようとすると過去の経験が通用しないといったケースがでてきます。
ベテラン設計者の経験とカンに頼っているのが現状ですが、世の流れで団塊世代の退職もあり若手が多く、またお金のある大企業ではCAE解析でシミュレーションを行うのが通例になってきているようですが弊社ではまだまだそこまでいっていないのが現状でして、なにか経験則といったようなノウハウがあれば知りたいと思った次第です。
必要強度を算出してみては如何でしょうか?
たわみ・ねじりの関係と
板金部品(薄板)に求められている強度によって選定されてみては如何でしょうか?
1.たわみに関しては、以前、僕がH・I形鋼でのたわみ計算の方法をこのサイトで質問した事があるので参照してみて下さい。
例:wl^3/48・E・I
ヤング係数:2.1×10^6
2.ねじりに関しては簡易に記載してみます。
ねじり=dφ/dx(角材)
dφ:moment
dx:module of regidity(せん断弾性係数)
僕のお勧めの書籍は、
建築構造力学演習教科書 谷資信監修 彰国社刊
です。
これは建築の本ですが、構造計算に必要なものは一通り記載されていますので、暇な時にでも一度読まれる事をお勧めします。
御教示有難うございます。
たしかに、アルミ等を使用した場合、破断点も計算上で簡易に算出出来るものではありませんね;;
鋼材とは違って、薄板の場合、mm単位の厚さなのでしょうから、
材料工学の基本に戻ってみては如何でしょうか?
材のねじり等の応力計算は有効であると考えます。
表面が凸凹しているとの事ですが、簡易な変位計算で概算を計算してみてはいかがでしょうか?
積分を利用すると、案外楽になるかもと考えます。
お礼
2007/06/23 21:29
レスありがとうございます。
ただH・I形鋼といった場合は断面二次モーメントが重要ですが、板金(薄板)の場合は断面が非常に薄いので材料力学等ででてくる単純な公式ではとけないことが多く、さらに家電製品等の天蓋や底板ではまるで花が開いたような形状の絞り加工をほどこしたりもしますので、公式ではとけないのが現状です。
下記のサイトの
http://www.eakon.jp/structure/decomposition/inter.html
上から2つ目はエアコン室内機を壁面に取付ける金具の写真ですが、わかりにくいかもしれませんが、単純な平板ではなく、補強絞りやビード加工で、表面がデコボコしているのがわかるかと思います。こうなると、公式で計算するのは不可能で、ベテラン設計者の経験とカンに頼っているのが現状です。お金のある大企業では3DCADとCAE解析でシミュレーションを行うのが通例になってきているようです。
お礼
2007/08/05 19:18
回答ありがとうございます。
>板厚と板面積から補強を入れられる、高さや面積はでてきます。
>加工業者さんと打ち合わせすれば大体の経験則はつかめると思います。
やはりダボやエンボス加工のように、板厚などから高さや面積が決まってくるのですね。こういうノウハウは板金業者さんの専門ノウハウなどとして、教えてはもらえないものでしょうか。大体の経験則はつかめるとのことですが、私は現在業者さんと直接会う立場でなくなったので設計基準等社内ルール化したいと考えているところです。
重ね々ありがとうございます。
おっしゃるように経験則でやってることが必ずしも正解ということではなく、過去の経験では問題なくても今回試験をしてみると不具合がでることがたびたびあります。研究がもっと進んでいくことに期待します。