バイクフレーム応力解析
Finite Aided Design


バイクフレーム
バイクフレームの改造のため、現行モデル(タイプA)と改造モデル(タイプB)の比較からその強度と安全性を確認する。


モデリング
バイクフレーム(CADデータ)
  
ビームモデル
シェルモデル
ソリッドモデル
解析モデル
バイクフレームの改造案
タイプA タイプB
荷重・拘束条件
(1)乗車時

Wは体重を100kg+バイク重量50kgを加算してW=150kgとする。
(2)ブレーキング時

HWは体重を100kg+バイク重量50kgを基本として、ブレーキングG1.61Gを荷重に換算し241kgとする。
荷重ケースは、重量(人、バイク)及びブレ−キング時の荷重を考慮した。
ブレーキング時の荷重の算出は、時速100km/hを想定し算出した。(計算式省略)
解析結果
ここでは、(2)ブレ−キング時の結果を示す。

変形図

最大値

タイプA
 0.4mm

タイプB
 0.9mm

軸力図

モーメント力図

考察
(1)乗車時
  発生応力   最大許容応力
タイプA 3.18kg/mm2 17.85kg/mm2
タイプB 2.34kg/mm2 21.91kg/mm2

(2)ブレーキング時
  発生応力   最大許容応力
タイプA 2.11kg/mm2 17.85kg/mm2
タイプB 6.47kg/mm2 21.91kg/mm2

 従って、ブレーキング時に関して言えば、タイプBの方が約3倍強度が劣るが、それでも
最大許容応力21.91kg/mm2約3倍の安全率を確保しており、150kg×3=450kgまで耐えられる。