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CADが出現する前の重心の求め方
2023/10/18 11:24
- 3D-CADの登場前は、ドラフターや図面で重心を求める方法が一般的でした。
- 重心位置の割り出しは、計算や近似値を用いる方法が主流でしたが、限界も存在しました。
- 経験豊富な方々のアドバイスを得ることで、重心の求め方について詳しく知ることができます。
CADが出現する前の重心の求め方
2011/12/28 13:37
機械設計に従事している者です。
最近は3D-CAD等で、かなり正確に重心位置が割り出せますが、CADではなくドラフター等で図面を書いていた時代はどのように重心を割り出していたのでしょうか?(例えば車とか・・)
計算での算出にも限界があるのではないかと思うのですが・・。
経験されている方がいらっしゃいましたら、教えて頂きたいです。
以上、宜しくお願い致します。
質問者が選んだベストアンサー
昔の、クランクシャフトの釣り合いおもり部分での求め方を書いておきます。
参考にして下さい。
形状を決めたら(仮決定の状態)、3mm間隔くらいに仮想スライスした
断面を作成します。沢山の薄い板に分解したものを想定するのです。
この、薄板の個々について、重心点と重量を求めます。
要は図心と体積を、電卓叩いて手計算する訳です。
(もう少し前は、タイガー手回し計算機!)
この薄板の重さと位置から、更に全体の重心位置を求めます。
精度を上げるためには、XYZ方向、3方向のスライスを行って実施。
(XYの2方向でもOK。)
かなり正確に求められます。(数mm程度のズレでしたね。)
もちろん、テストパーツが出来上がってきたら、実測します。
目標の重量と位置から外れていたら、形状を修正して再計算。
その後、職場にパソコン(当時は未だ8bit機)が導入され、
BASICで計算ソフトを書いたり、
時間が掛かるのでアセンブラで計算部分を処理したり、
あれこれやっているうちに3次元CADが導入されてきたのが、80年代。
形状を入力すると、直ちに重心位置を計算してくれる現在の3D-CADは
夢のツールに感じられるが、
内部で行っているルーチンは、手計算の時代と大差無い筈。
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その他の回答 (5件中 1~5件目)
他の回答者さんが記述している内容の通りです。
簡単な内容から、少し難しい内容までのURLを記しておきますから、確認願います。
機械工学の次のステップに踏み込む重要な内容ですから、充分に確認した方がよいと思います。
ちょうどきょう3Dで重心出そうと思ったら
設定がされてなかったでござるの巻…orz
機能があっても使えこなせない
設定が間違ってる
描き方が間違ってる
で苦労してます
特に部品の階層をあれほど理解されていないとは
oopが普及しないわけだ
まあ3Dになったからといっても
机上の空論なので
最終的には実機でテストです
CADのない時代には以下のように求めていたように思います。軸回転対称の形状の場合は輪郭線を図面
上に写し取り、その断面積の図心を求積器(プラニメーター)などを使って求めていたと思います。
さらに複雑な形状の場合は個々に工夫が必要です。いずれにしろ、精度は求められません。
非対称の三次元形状のなどは模型(モックアップサンプル)を使って、三次元方向の重心位置を計測する
方法などもあります。この点については三次元CADにより重心の計算精度は飛躍したのではないでしょうか。
現在のCADの機能を正確に理解していないので、誤解があったらお許し願い
たいのですが・・・・・・・・・・・・・。
手計算で複数の部品で構成された製品の重心を求める場合、2段階で考えれ
ばよさそうに思います。
まずは、完成品を部品表に展開して、部品毎の重心の座標と、質量を一覧に
作ります。完成品の重心は、この重心座標と質量の積和計算で求めることが
できると思います。
更に深層として、個々の部品の重心を求める作業があります。3D-CADを使わ
ない場合、このレベルの作業は、技術者の判断に依存する部分が多いと思い
ます。
形状が比較的小さい場合は、厳密に重心位置を求めることなく、幾何的に
ほぼ重心と思われる位置を重心と判断して前記の集計表に記入すると思い
ます。(質量は、秤で測れば簡単に判ります)
形状が複雑であったり、寸法が大きいものは、単純な形状に分割するなどし
て、幾何的な公式で計算できるレベルにブレークダウンした上で集計して、
重心を求め前記の集計表に記入すると思います。
3D-CADがなくても、手間暇かければ、実用的に十分な精度で重心を求める
ことは可能です。手間暇を省いて求めようとする場合は、技術者の経験に頼
る部分のウエイトが高くなるので、人に依存するばらつきが大きいというこ
とになろうかと思います。