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今回自作した椅子は荷重の受け方が特殊である為、一部の部材には座る人の体重(今後Wと表現します)の3倍もの荷重が作用します。

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先回紹介した動的な係数3を考慮すると60kgx3x3=540kgfもの力に、、。これは大変です。
星の観察中に椅子が壊れてしりもちをつくなんてことになりかねないので、BoeingやAirbus等でも使われている航空機設計のトラディショナルな方法(Free Body Diagram)で各部材荷重を表現し、強度上厳しい場所を明確化しました。

それが下の図です。
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上の図で面圧の位置を修正しました。(10/6)

余談ですが、自動車のメーカーがカタログにコンピュータを使ったFEM(有限要素法)解析結果とか言ってカラフルな応力分布図を載せていますが、間違っているものもよく見かけます。前述のFree Bodyがしっかり理解できて正しくコンピュータに入力しなければならないのですが、これがなかなかできない。構造屋として飯を食っている人でもFree Bodyを自在に描ける人はそれほどたくさんいないほど難しいことですので。

荷重が明確になれば強度評価は可能ですが、木材の許容値(どれくらいまでの荷重に耐えられるか)についてはなかなかデータが見つかりません。

でもそれなりの方法で検討してみたので、結果を次回披露しますね。

昼からいい感じの天気になって来たので、久しぶりに木場公園に行ってみました。
公園内には市民によって丹念に手入れされている植物がたくさんあって楽しい。
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ありきたりの絵ですが、、。

逆光を見つけると撮らずにいられない、、。
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蝶もたくさんいて、虫取りに来ている親子がいたのですが、一人のお父さんが手加減なしに全部取っちゃって、、。不愉快でした。
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昨日のラグビーワールドカップ、アイルランド戦は痺れましたね。
スクラム、ラインアウト、タックルとも世界ランク2位と同レベルで素晴らしいものでした。

下の写真は昨年のサンウルブズでの福岡選手のチャージ。昨夜と関係ないけど載せてみました。
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さて、海外メディアも日本を絶賛という記事がネットの出回っていたので原文はどうなのかと思って幾つかのアイルランド誌を読んでみました。

敗因のトップはレフリーのBad Performance。
各誌ともレフリーの名前(Angus Gardner)を掲載し、ラック時にアイルランドが不利になる笛を吹いたと言っています。(まあ、日本はしっかりレフリーの癖も研究していたようですので、事前準備も日本の勝利ですね)

次がBad Condition。まるでサウナのようで涼しくて過ごしやすいヨーロッパと全く異なっていたとのこと。(表現の仕方がやや上から目線でした)。

残念ながら日本選手のプレイそのものを絶賛することはありませんでしたが、ファンの後押しのことは各誌とも明記していました。

世界はまだ日本を無条件に称賛していませんので、予選を首位で突破し、強さの証明をして欲しいですね。

ようやく星の観察用椅子が完成しました。
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この椅子には重箱ドブと異なる桁違いの荷重が作用します。(どーんと座る衝撃荷重倍数3を考慮する必要があるので)
単に体重を支えるだけでしたら荷重倍数を考慮してもたいしたことが無いのですが、この椅子の座面の高さを自由に変えられるというコンセプトは、構造的にかなり無理をしている為、強度の成立を目指すのが大変なのです。

ざっと計算したところ、座面の取付ボルトには300kgfの力が働き、座面の前脚とのコンタクト部には500kgfオーバーの荷重が作用するということが判りました。

ともあれ、色々強度改善したので今のところ大丈夫そうな気がしています(もちろん強度計算していますけど)。

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この椅子は簡単に折りたためますし、たたむとクッション部とその他の2部品のみになるので、公園に運ぶのも容易です。


今日は晴れていたのでいつものように公園に行き、まずはバスケのシュート練習。
3週間以上も続けている為、シュートタッチも戻ってきました。

その後は公園の北端の暗がりに行って木星と土星の観察です。
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木星はかなり低空だったのであまり細かい把握はできませんでしたが、SEB/NEBやSTBの複雑な感じはよくわかりました。アイピースはライカズーム&アッべバーローの約200倍。

土星はそのアイピースで神秘的な姿を堪能。
今日は公園のベンチに座って観ましたが、もうすぐ自作の椅子が完成するので、より良い姿勢で観察に集中できそうです。

そして仕上げは再びシュート練習。
充実した夜遊びでした。

写真はニコン1によるもの。暗がりで手持ちだったのでこれが限界です。

月曜はコンデジP1000を片手に近所を散歩。

荒川の支流でアオシギやカワウが生育しているところを見つけたので超強風下、頑張って撮影しました。
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自治体は野鳥の生育地に人が入れないようにしていますがP1000ならこんなに寄れます。フルサイズ3000mm相当からトリミングしています。

緑色の眼が綺麗ですね。

もう一枚。
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光が充分にあると写りもなかなかです。

今日は風向きの影響か、自宅の東側の窓から羽田発着の航空機がよく見えました。
一機が窓を横切り終わるとすぐに次の飛行機が、、。

興味深かったのはANA/JALのオリンピック特別塗装機。連続して着陸していきました。
台風一過で天気が良かったし、休日だったので、羽田空港の展望デッキは賑わったことでしょう。

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次はJAL
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青空に映えますねえ。
因みにカメラはいつものコンデジP1000。レンズの焦点距離はANAがフルサイズ500mm相当。JALが1000mm。
何れもトリミングしています。

窓からの景色はご覧の通り。
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PLフィルター使用です。

昨日、壊れたところに小さな角材(廃材)を接着し、再度勢いを付けて座ってみたところ、問題は生じませんでした。
補強材は繊維の方向をき裂と直角にしました。
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片方の補強材にはピンが殆ど刺さっていないことから荷重は壊れた本体が未だに受けているようです。
その証拠に本体に昨日発生したき裂は座る度に進展していました。
補強材はき裂の開き留の役割です。

ただ、椅子の前部は亀裂の発生部位が圧縮荷重部となる為、これ以上のき裂進展は見込まれません。
補強材が剥がれないように気を付ければ、これで成立する見込みです。

これから細かい修正を施し剛性を高めていきます。

久々の天体鑑賞スクールです。
以下はフィクションですが、実在するものもありますので、気楽にお楽しみください。

コーチ:(小さな声で)今日はAちゃん、B君と都会のアウトリーチ会場にお忍びで来ています。

少女A:こんばんは、コーチ。ところでアウトリーチって何?

コーチ:アウトリーチは日本語では天文普及活動と訳されることが多いのですが、本来の英語の意味はthe activity or process of bringing information or services to people(by Mrriam-Webster)

少女A:それって人々に情報やサービスを提供するってことなんだ~。じゃあ、別に初心者相手でなくてもいいんだよね?

コーチ:だからこのイベントは中級者向けなのです。因みにアウトリーチは国際天文連合の2020-2030戦略計画に含まれていて日本の国立天文台が中心となって進めるようになっているんだ。なんだかかっこいいよね。我々の活動は世界が注目している、、。

少年B:だったら国際ライブ映像が配信されるのかな?

コーチ:日本はプライバシーに関してうるさいからそんなことはやらないでしょう。会社の異性の部下と一緒のところがばれたらまずいですし、、。

少女A:なんだか難しいね!コーチもさっきから綺麗な女の人とずっと手をつないでいるし、やばいんだろうな~。ところでコーチ、あそこの解説の人が見せているのはスバルかな?中級者向けにしてはメジャー過ぎない??

コーチ:聞き耳を立ててみよう

一般人A:すごい!オレンジ色の星が含まれる2重星がある!スバルって若くてエネルギッシュな星ばかりと思っていた。

解説者A:スバルの中心にあってなかなかいいでしょ。写真で見ると星の色がわかりにくくなるので望遠鏡を使って観てくださいね。

一般人B:その星ってオリオンが追いかける若い7人女性をそっと見つめる老人星みたいだよね。

解説者A:オリオンに見つめられて赤くなっているだけかも知れませんね。

少年B:コーチ、あの人が海王星って言いながら見せているけど方向が違くない??

コーチ:しっ~。海王星は低倍率だと恒星と区別できないから良いのです。そもそも都会で海王星を導入するのは大変だし。

少女A:インチキだ~。

CMA&SkyTree


一般人S:Hello

一般人T:Thank you for coming. I appreciate it.

一般人S:Wow ! It’s so crowded!

少女A:(ひそひそ声で)あの人たち誰?

コーチ:さくらさ!流暢な英語を話すかっこいい外国人が会場にいると華やかな感じがするでしょ。

少女A:これも演出かあ~。

少年B:わあ、これは一部の人たちの中で有名なナイトビジョンだ!すげえ、はじめて見た。でも誰も並んでないよね?

コーチ:皆さんにゆっくり覗いてもらうために一人5分間の完全予約制なのです。

少女A:5分間も何を観てるの?

コーチ:ほとんど肉眼に近い倍率で人工衛星とか流星を観てるようです。ナイトビジョンを使うと都会でも結構暗い流星や人工衛星が見えて楽しいですよ。

情念A:←おいおい、少年じゃなくて情念になっているよ!

筆者:ごめんなさい

少年A:動きのある天体をじっくり観るなんていうのが中級らしくて良いねえ。あっちでも小惑星を見せてから1時間後の移動をまた見においでって言ってた。

解説者B:(レーザーポインタで示しながら)はい、これがISS国際宇宙ステーションです。次は90分後にまたやって来ますので、みんなで鑑賞しましょう。

一般人C:ISSってはえーな!90分で世界一周だとさ。

一般人D:これで出張行けたら良いな。ニューヨーク日帰りができる!!

解説者B:そうですね。次のISS観察まであちらでスタバのコーヒーでも如何ですか。ポットサービスを頼みましたので、、。有料ですけど。それからおなかがすいた人はUber Eatsも頼めますよ。

少年B:すげえ、都会ならではだね。

少女A:向こうで盛り上がっている人たちがいるけど、、

コーチ:あれは先日のラグビーワールドカップの録画放送をスクリーンで映しているんだ。都会はもともと明るいから、少し照度を下げたプロジェクタを放映してもあまり問題ないですよね。それと実況が英語というのがお洒落っぽいよね。

少年B:こっちはリクライニングチェアで休んでいる人がたくさんいる

コーチ:都会人は疲れているし、観望会って立ちっ放しで大変だからね。

少年B:こーち、ボクも疲れてきちゃった~。今日の薀蓄は?

コーチ:そうか。じゃあ、やろうか! さっきスバルを見ていた人たちがいたけど、、

少女A:まさかこれを見た谷村新司が昴というを作ったとか言わないよねえ??

コーチ:・・・ 

コーチ:じゃあNGC1514 クリスタルボー・・・

少女A:大都会?

コーチ:・・・

少年B:コーチは古過ぎるんだよ!

少女A:じゃあ私が出すね。北極星の近くにあるIC3568を観た米津玄師が作ったのは何でしょう?

コーチ:IC3568って別名Lemon Slice Nebulaだな?でもよねづって?

少年B:わかった、Lemonだね?!


少女A:正解!!

コーチ:じゃあ、B君、いつものせりふを!


少年B:ほんとかよ、俺の生まれる前の話だし、、。

少女A:Lemonは昨年配信の曲よ!!

おしまい

先日座面が壊れた椅子ですが、左右の荷重分担を均等にするとか曲げ剛性を大幅に上げるといった対策は施しましたが、結合ピン周りの面圧強度アップをあまりしなかった為、またまたき裂が発生しました。

下が椅子にクッションも載せたところ。
座り易くなっています。
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普通に座るだけなら壊れませんが、勢いを付けると駄目でした。
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き裂は左右の取付部のいずれにも入っており、材料強度のばらつきは無く、工作精度も良かったようです。
金属で補強すれば簡単ですが、もう少し考えてみる予定です。

昨日は昼休みに有楽町に開設されているファンゾーンに出かけてTシャツとフェイス・スティッカを購入し、仕事後は赤羽のスポーツバーでラグビーワールドカップの日本対ロシア戦を楽しみました。
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上の写真はスポーツバー内部。試合前なので閑散としていますが、開始時間には20人ほど入れる店内に凄い熱気が、、。
ウェイトレスがアスリートっぽい感じだったので尋ねると大学までバレーボールやってて、その後は女子ラグビーをしてるんだそうな。ポジションはSO。かっこいいですね。

バーにはラグビーがやたら詳しい人もいて、Japanの一つ一つのプレイに一喜一憂!私も一緒になって大騒ぎしました。
Japanはディフェンスが強かったので前半から負ける気がせず、20対7でゴール前のペナルティを得たロシアがショットを選択した瞬間に我々は勝ちを確信しました。「ロシアは残り時間でトライを2回取る自信が無いんだー」
特設のファンゾーンでの観戦も良いと思いますが、バーでクラフトビールを飲みながらゆっくり飲むのも良かったです。

壊れた椅子の座面組立の改修方法をまとめてみました。

まずは荷重を均等に負荷するために左右通しボルトの適用。
それから穴周りの面圧強度向上を目論み穴径の拡大と板厚増加させます。
強度は穴径と板厚に比例します。

この構造の曲げ強度向上のために座面の高さも上げます。
曲げ強度は高さの3乗に比例するので高さ2倍で8倍の強度アップ。

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椅子は人が勢いよく座る場合があります。そうすると椅子の動的応答の検討が必要になりますが、それはちょっと面倒なので、航空機の設計等に用いられる加速度を安全側の計算として用いることとします。その係数は3g。座る人の体重の3倍です。
私の体重の場合は3倍にすると約200kgになります。大きめの関取クラス。結構重いですね。

週末に工作を始める予定です。

椅子の製作記事執筆中ですが、今日も夕方に木星と土星を駅前の公園から眺めました。

写真はドブの運搬状態。
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サイドベアリングを外してキャリーボックスに入れ、コロコロ転がします。
アイピース等の小物はドブの内部に入れています。右手でキャリーボックス、左手にバスケットボールを持って公園へ。

星の観察後は1時間のシュート練習。ここ2週間で2kg減量できました。

さて、木星ですが、気流の状態が比較的良かったので200倍で複雑なSTBの状況が把握できて面白かったです。永久白斑BAがめちゃめちゃデカいですね。こんなに大きいのは初めてです。
それから望遠鏡の光軸が完璧なのでガリレオ衛星が綺麗な丸になっていました。
いろんな方の反射望遠鏡を覗かせてもらったことがありますが、大半は衛星が歪になっていました。こういった"まんまる"の衛星ってホントに良いですよ!

土星も美しかった。C環や本体の模様も良く見えたし、周りにたくさんの星(衛星や恒星)があって賑やかでした。

破壊モードを決定する前にもう一度周りの状況を見てみました。(基本動作)
まずは破壊部の反対側から、、。
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端面をよく見るとき裂が繊維に沿っていないことが判ります。
赤矢印で示したように荷重がこの棒(座面支持部)に対して斜めに作用しています。
荷重の方向は変化しませんから棒が回転しているようです。

今度は座面支持部を支える全脚部を見てみます。
まずは壊れていない支持部の受け側。
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おっと、座面支持部が殆ど接触していませんね。
多分座面がねじれちゃったのでしょう。
こんな感じに、、。
Chair
ちょっと絵が下手ですが、右側の絵のように曲げ捩り変形していたようです。
これにより荷重が座面の右側に集中し、結果として荷重が集中した右側の支持部が壊れちゃったようです。

もう一つわかったことがあります。
それは応力集中。
木にボルトを通すために鬼目ナットを入れているのですが、その形状がとげとげなのです。写真のように、、。
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これにより木に傷をつけるとともに荷重が一点に集中的に作用してしまいます。
弱くなった部分に荷重が集中すれば壊れますよね。

これで破壊状況を把握することができました。
この状況は荷重負荷試験の時のお尻が感じたものと同じです。(曲げ捩り変形と右側支持部の破壊)。

ここまでわかれば対策は簡単です。
次回は対策案を紹介します。

そして今週末には対策案に沿って製作し強度試験を行った結果を示す予定です。

まず、破壊状況を見てみます。
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き裂が木の繊維に沿って発生しており、左側のピン挿入部の上下が派手に壊れています。
そして下部が直線ではなく曲がっていますね。

座面支持はもう一か所あるのでそこも見てみました。
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荷重負荷試験前の製造時に支持ピン固定の為のナットを挿入する際に生じた水平方向のき裂が残っていますが、そこが破壊した形跡はありません。上の写真の奥に破壊した部分がボケて写っていますが、水平のき裂は同じ位置ですね。

椅子の各部を細かく点検しましたが、他に壊れているところはありませんでした。支持部の前脚側にも特に傷っぽいものも無し。

破壊した場所は一か所ですので、その部分に作用した荷重の釣り合いを考えてみます。
これは構造解析の専門用語でFree Bodyと呼ぶのですが、その前に椅子全体に作用する荷重を示します。
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Wは座る人の重量で、赤い矢印2つが支持部に作用する力です。
こんな絵を描かなくても支持部には重量による下曲げが作用することは明白ですけどね。

じゃあ、これらを基にFree Bodyを描いてみます。
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なーんだ、座面の下曲げ荷重に耐えきれずに繊維に沿ってき裂が生じただけじゃん。って感じですね。
と思ったら見落としている点がありました。

それについては次回。

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