立体リフティングビームの設計

テキスト / 課題

本解析の目的は、重心が偏心した荷重を吊り上げる際のリフティングビームの挙動を再現し、吊り上げ対象を水平状態に調整できるかを評価することである。フックの吊り点はリフティングビームの中央に固定し、横方向への移動は行わないものとする。解析モデルでは、「リフティングビーム―チェーン脚―荷重」の系に簡略化している。

解析 / 計算

初期の線形静解析では、重心が偏心した荷重を吊り上げる際のシステムの実際の物理挙動を十分に再現できないことが確認された。そのため、その後の解析では幾何学的非線形性を考慮した解析モデルを採用した。 チェーン脚は、引張力のみを負担する一次元要素としてモデル化した。リフティングビームの空間的な挙動を評価するため、Y 軸および Z 軸方向の変位に加え、主要耐力部材の応力・ひずみ状態を解析した。さらに、構造の変形方向と変形形状を分かりやすく示すため、変形形状を 10:1 の倍率で表示している。

図面

動画

リフティングビームの鉛直方向および横方向の計算変位を、実際の吊り上げ挙動と比較した。動画で確認された、重心が非対称な状態におけるシステムの変位は、非線形解析モデルで得られた挙動と一致している。 リフティングビーム側部部材の局部変形の特徴についても、応力および変形解析の結果と整合している。数値モデルと実構造の挙動を比較することで、選定した解析モデルが本システムの評価に適用可能であることが確認された。