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モーターサイクルと自転車とキャンプの日々。

クランクアームの応力解析

FSA K-Force Lightを削るにあたり、強度が心配だったのでクランクアームの応力解析をしました。…もとい、友人のじゃむさんにお願いして解析して貰いました(笑)。

簡易的なクランクモデルに対してFEA=有限要素法解析を行って貰いました。科学系のテレビ番組などで見たことがあるであろう、3次元ポリゴンモデルに青から赤の色がついて、視覚的に把握することが出来ます。

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一応図の見方を説明しておくと、青い部分には応力負荷が少なく、緑、赤となるにつれて負荷が高くなっていきます。ペダルとか、曲がってますね…。

クランクアームが垂直付近にあるときの応力負荷はこのようになっていて、ペダルスピンドルおよびクランクスピンドルとアーム部分に負荷が掛かっていることが解ります。

[flickr]photo:3812761949[/flickr]

クランクアームが水平付近になっているときはアーム全体にねじれが加わっていますが、やはり応力のかかるポイントはペダルスピンドルとアームの付け根部分でした。

[flickr]photo:3812762025[/flickr]

この解析結果から推測すると、以下のようなことが考えられます。

  • クランクアームは主にねじれ応力受ける
  • ペダルスピンドルは苦労人
  • クランクスピンドル、アーム取付部の外周には応力がかからない
  • 下死点で踏み込んではいけない(笑)

実際の製品開発時には、応力が集中しない部分=ダイエット対象=構造的な見直し対象となります。クランクアームの先端が細くなっているのはこういう理由です。クランクアームにリブ(立て溝)が立っているのも同様。

というわけで、K-Force LightとCinQoが衝突する部分は多少削っても強度は問題なさそうなので、ガリガリと削ってみます。こうご期待。


p.s. 解析に時間を割いて貰ってありがとうございました。>じゃむさん これで安心して削れます(笑)。

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