Engineering応力集中を可視化して確める3次元CADデータを有限要素法という数学的な理論を使って構造解析しています。すると実物での実験や従来から行われてきた強度計算では解らなかった問題が見えてきます。今回はアヘッドステム方式においてカーボンファイバー製のステアリングコラムの折損を防止する目的で応力集中がどこでどの程度発生しているのか解き明かしてみましょう。矢口昌義まずモデルをメッシュ分割3次元CADデータに数学的な解析理論を適応できるように直線と接点だけで構成された立体的なメッシュに分割します。今回はアダプティブH法という手法を用いたので形状変化がある部位は他の部位より細かい三角で分割されています。することでより詳細に応力集中を見抜くことが出来るのです。青色が最も低い応力値です。探していくことになります。このような表示方法と観察方法を「コンター図」といいます。青色が最も低い応力値です。探していくことになります。このような表示方法と観察方法を「コンター図」といいます。部品の内部を観察することが出来ます。応力集中部位を発見ステムのステアリングコラムのクランプ部分の下端右側に応力集中している箇所を発見することが出来ました。合わせ相手であるステアリングコラムの同じ部位にも応力集中が観察されました。ハンドル右側は押さえつける方向に荷重がかかっています。この状態でステアリングコラムの素材が持つ引張り強度の限界を超える応力値なら即座に折損してしまいます。小さな荷重でもクラックを誘発する可能性があります。一般的には1.のように該当部位の形状を変更して応力集中を回避する方法が妥当性があります。下端のエッジの面取り加工をすることが一番良い方法であるとの結論に達しました一般ユーザーが既製品を改造することを促すコンテンツではありません。改造などしないで下さい。コンター図の色域値を変更コンター図のカラーバーの色域値を変更することでより広い範囲で応力分布を観察することが出来ます。ステムのクランプ部分との際で高い応力集中が観察できますね。ハンドルを捻るなどして大きな外力が加わるとせん断的な応力が発生していることが解る。メーカーが予め設定したボルト以外にユーザーが後ほどチタンやアルミのボルトに取り替えることは危険であることがよく解る。