形鋼でフレームをモデリング【ワイヤーフレーム】【鋼材レイアウト】

SOLIDWORKSでフレームをモデリングするときは、「鋼材レイアウト」を利用してください。

フレームを形鋼で作ることって多いですよね。板金で作ることもありますが、形鋼でも、板金でも、鋼材レイアウトを使うと『押し出し』や『シェル』などのコマンドを使うよりも断然早いので、「鋼材レイアウトってなに?」って方は一度試してみてください。

ここでは前後の真ん中にも柱のあるフレーム(下の画像)を描いていきながら解説します。

※この記事はスケッチ編集を問題なくできることを前提として記述しています。

ワイヤーフレームと鋼材レイアウトの製作物の確認
目次

ワイヤーフレーム

STEP
新規部品の作成

新しい部品を作成します。
新規 → 使用する部品テンプレート → OK

新規作成
新規部品
STEP
平面に矩形をスケッチ

平面をアクティブにして、「スケッチ」タブから「スケッチ」を選択してください。

平面にスケッチ

矩形中心でスケッチ原点に中心を一致させて、1000×800の矩形をスケッチしてください。

矩形中心
1000x800の矩形をスケッチ

スケッチ終了」をクリックして、スケッチ編集を終了しましょう。

スケッチ終了
STEP
参照平面の追加

フィーチャータブの「参照ジオメトリ」から「平面」を選択してください。

参照平面

平面から距離500mmの平面を挿入します。

  1. 第1参照に平面
  2. 距離を500mm
  3. OKボタンOKボタンをクリック
平面から距離500mmの参照平面を挿入
STEP
参照平面に矩形をスケッチ

『STEP3』で追加した平面にスケッチします。

参照平面にスケッチ

エンティティ変換」を選択しましょう。

エンティティ変換

『STEP2』の矩形中心をエンティティ変換してください。

  1. 矩形中心の直線(実線)4本を選択
  2. OKボタンOKボタンをクリック
矩形中心をエンティティ変換

スケッチ終了」をクリックして、スケッチ編集を終了しましょう。

スケッチ終了
STEP
3Dスケッチ

溶接」タブから「3Dスケッチ」を選択してください。

溶接タブから3Dスケッチ
溶接タブがない場合
  1. タブを右クリック
  2. タブから溶接を選択
溶接タブを追加する

直線コマンドを選択します。

直線コマンド

二つの矩形の4つカドを一致拘束をつけて4本の直線で結びます

4つ角に直線を3Dスケッチ

矩形の中点と中点直線で結びます。正面側と背面側で2本の直線をスケッチしてください。

中点に一致させて3Dスケッチ
真ん中の柱用のワイヤーを2本スケッチ
中点から中点で2本の直線を3Dスケッチ

3Dスケッチ」をクリックして、3Dスケッチを終了します。

3Dスケッチの終了

鋼材レイアウト

ここではSOLIDWORKSにインストールされている溶接輪郭『山形鋼40 x 40 x 5』を使います。

≫ 溶接輪郭の追加や編集方法はこちらを参照

STEP
溶接輪郭を選択する

溶接」タブから「鋼材レイアウト」を選択してください。

鋼材レイアウトコマンドを選択

鋼材レイアウトのPropertyManagerから溶接輪郭を選択します。

  1. 規格:JIS
  2. Type:等辺山形鋼(l-e)
  3. サイズ:40 x 40 x 5
溶接輪郭を選択する
STEP
底面の形鋼を挿入する
  1. グループ」をクリックしてアクティブ(水色)にしてください
  2. 底面の直線を隣接している順番でクリックします
  3. コーナーは「とめ加工」を選択します
底面の鋼材を挿入
STEP
上面の形鋼を挿入する
  1. 新規グループ」をクリック
  2. 上面の直線を隣接している順番でクリック
  3. コーナーは「とめ加工
  4. 輪郭をミラー」にチェックを入れる
上面に鋼材を挿入する
STEP
4本の柱を挿入する
  1. 新規グループ」をクリック
  2. 4隅の直線をクリック(一本ずつ新規グループ)
  3. 輪郭をミラー」や「角度」を使って正しい向きにする
向きを合わせながら柱部分の鋼材を挿入
STEP
真ん中の2本の柱を追加する
  1. 新規グループ」をクリック
  2. 真ん中の直線をクリック
  3. 輪郭をミラーや角度で正しい向きにする
  4. 輪郭配置」をクリック
  5. 輪郭の中心にある点をクリック
輪郭配置をクリック
輪郭配置はアングルの中点
STEP
トリム/延長

柱の形状をよく見るとおかしなことになっています。トリム/延長コマンドを使って正しい形状にします。

柱の形状がおかしい

溶接」タブから「トリム/延長」コマンドを選択してください。

トリム/延長 コマンド

トリムするボディ」に4本の柱を選択します。

トリムするボディに4本の柱を選択
  1. トリム境界」のラジオボタンは「面/平面」を選択
  2. 要素は柱と接している面を上下ともクリック
  3. OKボタンOKボタンをクリック
トリム境界は面/平面を選択

余計な部分がなくなって、正しい形状になります。

トリム後の画像
トリム境界:『面/平面』と『ボディ』の違い
トリム境界:面の場合
トリム境界:面
トリム境界:ボディの場合
トリム境界:ボディ
ワイヤーフレームと鋼材レイアウトの製作物の確認

これでフレームの完成です。お疲れ様でした。

異種鋼材の組み合わせも可能

この記事では、一種類の鋼材しか使用していませんが、他の鋼材と組み合わせも可能です。

OKボタンOKボタンで鋼材レイアウトを終了し、もう一度「鋼材レイアウト」コマンドから違う鋼材を選択できます。

まとめ|溶接構造のフレームは鋼材レイアウトが便利

溶接構造のフレームの場合は鋼材レイアウトを使うと早いです。溶接輪郭によく使うフレーム形状を保存しておくと、JIS規格の構造部材以外にも対応できます。

SheetWorksの場合はここからアセンブリ作成・鋼材解析などもできます。SheetWorksをお使いで、溶接でフレームを作る機会が多ければどんどん使っていきましょう。

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