SolidWorksは、靴底の耐滑性研究において正確なデジタルアーキテクトとして機能します。 その主な役割は、靴底のトレッドデザインの詳細な3次元幾何学的モデルを構築することであり、トレッドの高さ、ギャップの間隔、および靴底全体の厚さなどの重要な物理的パラメータが、数学的に正確でテストの準備ができていることを保証します。
この文脈における3Dモデリングの核となる価値は、概念的なデザインを定量化可能なデータに変換できる能力にあります。標準的な靴型（ラスト）に基づいた高品質なデジタルプロトタイプを作成することにより、SolidWorksは、後続の有限要素解析（FEA）に必要な不可欠な幾何学的基盤を提供し、デザインとパフォーマンスシミュレーションの間のギャップを効果的に埋めます。
幾何学的モデリングにおける精度の役割
重要な技術パラメータの定義
耐滑性研究において、図面だけでは不十分です。幾何学的形状は正確でなければなりません。SolidWorksは、摩擦に直接影響を与える特定の技術パラメータを定義するために使用されます。
研究者は、トレッドの高さ、ギャップの間隔、および靴底全体の厚さなどの変数を制御するためにソフトウェアを使用します。これらの寸法は、靴底が地面の表面とどのように相互作用するかを決定します。
標準化と一貫性
研究の妥当性を確保するために、モデルは標準化されたベース上に構築される必要があります。
ソフトウェアは、パリポイントサイズ41などの標準的な靴型を使用してこれらの幾何学的モデルを構築します。これにより、デジタルプロトタイプが実際の製品のプロポーションとスケールを正確に反映していることが保証されます。
複雑なパターンの再現
現代の靴底は、単純な平坦な表面ではなく、複雑なデザインを備えていることがよくあります。
SolidWorksにより、研究者はヘリンボーン、円形、波状パターンを含む複雑な幾何学的構造をデジタル化できます。この機能により、微細構造のデザインの詳細でさえ、デジタルブループリントに保存されることが保証されます。
シミュレーションへの橋渡し
有限要素解析（FEA）の基盤
SolidWorksで作成された3Dモデルは、研究の最終製品であることはめったにありません。それは解析への入力です。
これらの高品質なデジタルプロトタイプは、有限要素解析（FEA）の不可欠な基盤として機能します。このクリーンで数学的に完全な幾何学的形状がないと、シミュレーションソフトウェア（Ansysなど）は応力や摩擦を正確に計算できません。
静的モデルから動的テストへ
SolidWorksは形状を構築しますが、下流のプロセスでグリップをテストします。
正確なモデルにより、シミュレーションプラットフォームは、歩行圧力（例：70,000 Pa）や摩擦係数などの現実的な境界条件を適用できます。このデジタルワークフローは、高価な物理的な製造の即時の必要性を、効率的な仮想最適化に置き換えます。
限界の理解
「ゴミを入れればゴミが出てくる」原則
SolidWorksは物理学ではなく幾何学を作成することを理解することが重要です。
幾何学的パラメータ（トレッドの深さ、間隔）が不正確にモデル化されている場合、シミュレーションソフトウェアがどれほど強力であっても、後続のFEAの結果は誤ったものになります。耐滑性データの信頼性は、最初のSolidWorksモデルの忠実度に完全に依存します。
静的なデザインと材料の挙動
SolidWorksは形状と寸法に焦点を当てています。
一般的に、モデリング段階ではゴムの複雑な材料特性（粘弾性など）を考慮しません。これらの特性は、シミュレーション段階で後から適用する必要があります。
目標に合わせた適切な選択
研究における3Dモデリングの価値を最大化するために、特定のエンドポイントに基づいて努力を集中してください。
- 主な焦点がデザイン最適化の場合： SolidWorksのパラメトリック機能を優先して、トレッドの高さと間隔を簡単に調整できるようにし、比較のために複数のイテレーションを迅速に生成できるようにします。
- 主な焦点がシミュレーション精度の場合： SolidWorksのジオメトリが「水密」であり、干渉エラーがないことを確認してください。これらは、FEAソフトウェアにモデルをインポートする際の失敗の最も一般的な原因です。
耐滑性研究の成功は、デジタルプロトタイプの幾何学的整合性から始まります。
概要表：
| 主な機能 | 耐滑性研究における役割 | 履物デザインへの影響 |
|---|---|---|
| 幾何学的モデリング | 正確なトレッドの高さ、ギャップの間隔、靴底の厚さを定義する | プロトタイプの数学的な正確さを保証する |
| 標準化 | 標準的なラスト（例：パリポイントサイズ41）を使用する | 研究ベンチマーク全体で一貫性を維持する |
| パターン再現 | 複雑なヘリンボーン、円形、または波状のデザインをデジタル化する | テストのために微細構造の詳細を保存する |
| FEAの基盤 | シミュレーションソフトウェアに「水密」な幾何学的形状を提供する | 正確な応力と摩擦の計算を可能にする |
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参考文献
- Farihur Raiyan, Md Samsul Arefin. Numerical Simulation of Slip Resistance of Shoe Sole Tread Patterns Using Finite Element Method. DOI: 10.38032/scse.2025.3.127
この記事は、以下の技術情報にも基づいています 3515 ナレッジベース .
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