メカニストは、粉砕機のソリューションメーカーとして誕生しました！
事例内容は、研究所実験棟建屋の実験室に大型装置を増設することになりました。増設することにより床上に設置される装置重量は、約3,000トンにもなります。床強度の懸念から有限要素法による解析によって、床強度の健全性を検証し評価しました。
図1の3次元モデルをもとに、図2のような解析モデルに変換、作成し、各装置の設置場所に荷重条件、建屋内の構造関係から境界条件を入力し、図3の応力分布を得ました。これらの結果を検証し、発生応力は許容応力値以下であることから健全性に問題ないことが確認されました。
図３.解析結果
事例内容は、原子力発電プラント内の建屋に直流分電盤の設置に伴い、地震に対する電源盤の健全性の検証と評価が必要となりました。当該盤は、Asクラスから想定される静的設計地震力及び動的地震力に対する盤の構造と盤内の重要計器の詳細な健全性の検証と評価が要求されました。
図1の盤組図をもとに、図2のような解析モデルを作成し、各計器の設置場所に荷重条件、当該盤の固定方法及び図3の地震波形から境界条件を入力し、図4の応力分布、発生加速度の結果を得ました。これらの結果から、発生応力、加速度は許容応力値以下であることから当該盤の健全性に問題ないことが確認されました。
図３.床応答スペクトル
図４.解析結果
解析事例は、撹拌機から金属音が発生し内部を確認したところ、シャフトとケーシングに接触傷がついており金属屑が製品に混じり改善の必要を迫られ、どうしたら良いかとの要望がありました。これは、回転体には付きものの現象である共振が原因であること突き止めました。既設装置の問題原因である図1に示す攪拌機部を検証したところ、構造的に支持点を設ける策は不可能であることから、シャフトとケーシングの許容できる隙間を検証し、シャフトとケーシングの軸径を変えることを前提として検証し共振を改善しました。
最近の解析ソフトはとてもよくできています。ソフトの操作を習得するだけで、使えるか、使えないかは別として答えを導き出すことができます。
しかし、使えない答えとなる原因は、ユーザー側とソフト側の双方に問題があるためです。
ユーザー側の問題として、使える答えを導き出すための工学的なセンスや基本的な構造計算の理解が不十分なためと考えられます。
ソフト側の問題として、多くの解析ソフトは汎用ソフトだからです。
汎用ソフトとは、色々な分野の解析に用いることができるように材料特性、境界条件を限定していないでユーザー側で設定するソフトです。これでは、構造計算を専門にしていない限り材料物性値や境界条件を設定してくださいと言われても曖昧な設定となります。
その他、報告書やレポートの作成にも時間を要します。
そこで、汎用ソフトでなく、盤に特化した専用ソフトを開発いたしました。
特化した解析ソフトは、解析から報告書作成まで非常に短時間で検証できます。
盤以外でも、架台、圧力容器、真空チャンバーやモーター、回転軸など特化した解析ソフトや計算ソフトは、非常に便利で助かります。
要望に沿った解析・計算ソフトの開発のご質問やご相談を受け賜っております。
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