Desk Mac Mini Mount

ニトリのデスク（プレフェ セット）の天板に元から開いている M8 穴を利用して、Mac Mini 用の VESA マウント（Amazon: B0717152XT）を机裏に取り付けるための変換ブラケット（2 枚タブ, A5052 t5）。Mac Mini（M1・クラムシェル運用）を VESA ホルダーに載せ、それを机側の M8 穴へ橋渡しする。Blender で設計し、書き出した GLB を three.js で表示している。

• 対象: Mac Mini M1 / VESA 100 ホルダー（市販品）→ 机 M8 タップ穴 ×4
• ブラケット: 2 枚タブ方式、A5052 t5、M8 バカ穴 ×2 + M4 タップ ×2（1 枚あたり）
• ツール: Blender（モデリング）/ glTF(GLB) + three.js（表示）/ CalculiX + gmsh（解析）

構造解析（FEM・参考）

参考情報。設計の裏取りとして、解析一式（メッシュ生成・CalculiX 実行・集計・作図）を Claude に作成させたもの。荷重が小さく安全率は桁で余るため、実質は形状比較が主眼。

変換ブラケットの 3 案 Solid / H 肉抜き / 2 枚タブ を比較。材料 A5052、机側 M8 穴 ×4 を固定、VESA の M4 穴に下向き荷重、要素は 2 次四面体 C3D10、ソルバ CalculiX(ccx)、メッシュ gmsh。

形状 3 案（板厚 t5 / ホルダー荷重 16N 想定）

2 枚タブが最軽量（−47% vs Solid）かつ最も低応力。各タブが半荷重を短い経路（2×M4 → 2×M8）で受け、中央ウェブ（死荷重）を除去できるため。応力は M8 固定穴の縁に集中する。

板厚 t3/t5/t8 で振り、実荷重の約 40 倍（500N ≈ 51kg）で破綻を確認。耐力を超えるのは t3 のみで、t5 は安全率 2.2。

採用案（2 枚タブ）単体のコンター（1 枚あたり半荷重 8N）：

解析コード

読み取り・評価は共通ライブラリ femlib.py（.frd パースと von Mises）に集約。

# femlib.py — CalculiX 結果の読み取りと von Mises（抜粋）
def von_mises(s):
    a, b, c, d, e, f = s  # Sxx, Syy, Szz, Sxy, Syz, Szx
    return math.sqrt(0.5 * ((a - b) ** 2 + (b - c) ** 2 + (c - a) ** 2)
                     + 3 * (d * d + e * e + f * f))

def parse_frd(path):
    """CalculiX .frd から変位/応力を読む"""
    disp, stress, mode = {}, {}, None
    for line in open(path):
        tag = line[1:3]
        if tag == "-4":
            nm = line[5:13].strip()
            mode = nm if nm in ("DISP", "STRESS") else None
        elif tag == "-3":
            mode = None
        elif tag == "-1" and mode:
            n = int(line[3:13]); rest = line[13:].rstrip("\n")
            v = [float(rest[i:i + 12]) for i in range(0, len(rest), 12)
                 if rest[i:i + 12].strip()]
            (disp if mode == "DISP" else stress)[n] = \
                v[:3] if mode == "DISP" else v[:6]
    return disp, stress

メッシュ生成の要注意点は、gmsh と CalculiX で 2 次四面体の節点順が違うこと。STL 再メッシュ時に変換する。

# build.py — gmsh tet10 を CalculiX C3D10 の節点順へ変換（抜粋）
for tag, row in zip(tags, elems.reshape(-1, 10)):
    r = [int(x) for x in row]
    # 末尾2エッジ節点(idx 8,9)をスワップ
    r = [r[0], r[1], r[2], r[3], r[4], r[5], r[6], r[7], r[9], r[8]]
    # 正のヤコビアンになるよう向き補正
    p1, p2, p3, p4 = node[r[0]], node[r[1]], node[r[2]], node[r[3]]
    if np.dot(np.cross(p2 - p1, p3 - p1), p4 - p1) < 0:
        r = [r[0], r[1], r[3], r[2], r[4], r[8], r[7], r[6], r[5], r[9]]

構成: build.py（メッシュ + 入力生成）/ solve.py（ccx 実行）/ report.py（比較表）/ viz.py（コンター）＋ 共通の femlib.py・params.py。