有限要素解析（FEA）ゴーカートの最大化の強度について - カートフレームの設計を行って

要旨：正方形管設計のゴーカートフレームは疑わしいチューブの配置やセクションの問題を抱えていた。有限要素解析（FEA）、問題のフレームの強度を最大化し、重量を最小限に抑えるために選ばれました。

考察の下枠：なしロールケージとGamblighini PHI-アルファ10。

ロードの考慮事項：

- ねじり負荷
- バンプ·ロード

フレームの重量：300ポンド

人の体重200ポンド

初期断面特性：1×1インチの0.109（12 GA）影響を調べるために、0.070の壁に辞任。

材料特性：ASTM-36：36,000 psiの収量

有限要素解析入門（FEA）

有限要素解析（FEA）問題のモデルに多くの小さな "要素"を配置し、その要素への負荷の影響を計算するプログラムです。負荷の影響は、応力とひずみがあります。特定の要素が処理し、歪みができ、負荷量である応力、要素が生成されるたわみ量。

FEAは、しかしその後も、ハイパワーのコンピュータを効率的に数学的な悪夢をクランクするために必要な、行列演算を使用して手動で行うことができる。 FEAは、単純に複雑な計算処理を停止する代わりに、手ですべてを行うための素晴らしいツールですが、コンピュータはほんの数分での計算の何百万クランチができます。

私たちがこのフレーム上で行うために探していると強さを最大限に高め、重量を最小限に抑えることです。

導入として、このフレームの分析を実行するには、いくつかの方法があります。

·ソリッドモデル
シェルモデル
トラス要素モデル

立体モデリング

ソリッドモデルは、ハイパワーのCADソフトウェアは3-Dでの "実生活"チューブ構造などのモデルを描画することで開始する必要があります。モデルは、最大数百万人に向かって、多くの要素を持ち、実際には非常にハイパワーのコンピュータでも実行することは非常に困難になります。したがって、一般的に "精神体操"モデルのサイズを小さくして、それがあまりコンピュータの脳力を使用せずに計算できるようにするために実行する必要があります。

ソリッドモデリングのルートを行く人のために、理想的には、管理することができますチャンクに高応力領域を削減することです。あなたはフレームが最初に処理して応力が表示しようとしているか分からないために起こっていることにように推測されている場合は、最良のルートのどちらか半分のフレームをカットすることで、要素の数を減らし、量を減らすのは、コンピュータが計算するために行う必要があります渡します。

FEAへの新しいすべての人のために、それは高レベルの数学（ステロイドすなわち微積分）を使用し、実際にターゲットに矢を撃つようなものです。最初の計算は、蛇の目の一般的な領域にあなたを取得しようとされ、2番目の計算では、再校正、たくさん近づく。後続のパスでは、徐々に近づい得る。典型的には2つのパスに近い答えを得るには十分です。

だから、すべて一度に10万の方程式を介してコンピュータのクランキングを想像してみてください。固形物を使用している場合、それは、どのようなコンピュータのFEAの要求です。

シェルモデリング

第二の方法は、シェルです。シェルは、チューブを取ると、それは慣性値の断面厚さとモーメント（I）へたたく（その表現の）紙のように薄くなるためにそれを前提としています。シェルについての素晴らしい事はそれ以下の脳のパワーを使用して、実際にあなたのソリッドモデルと同様に良好である答えを与えることができるということです。しかし問題は、一緒にシェルに参加している。シェルモデリングソフトウェアの前提は欺くことができます。

例：横に四角いチューブに溶接された正方形の管。交点は完全にチューブの全体の境界を越えて溶接されていると想定されています。あなたと私はチューブが部分的にしか浸透を得ることを知っており、溶接自体が、または交差点に十分な大きさであるかもしれません。このことを念頭に置いて、固体は良い結果を得ることができます。より高い結果が必要な場合は、より高いストレスのセクションで固体に頼る。

トラスモデル

第三の方法は、トラスの計算方法です。これは、すべてのそれらの最低のHPのソリューションであり、同様に良い結果が得られます。トラスモデルは、低電力のコンピュータを使用して達成し、約10分との結果で一緒に平手打ちすることができます。さらにより良いものを作るために、典型的なプログラムでは、1,000ドル未満の費用がかかる。

全体のフレーム設計は、ワイヤフレームとしてFEAソフトウェアに導入されており、トラス法を用いて計算されます。ので、次回は、私たちは、トラスモデルを用いたFEAプログラムにゴーカートのフレームを配置する方法を示します。...