[溶接解析支援システム]Welding.Sim

Welding.Simは、鋼板溶接時の変形を精度良く解析することを目的に、JFEテクノリサーチ株式会社様とサイバネットが共同開発したANSYSのアドオンツールです。冷却速度依存型の相変態を考慮するための材料データベースと専用のマクロを有しており、ウィザード操作でスムーズに溶接変形解析が行なえます。
※本製品のご利用には、別途ANSYS製品をお求めいただく必要があります。（ANSYS Mechanical以上）

Welding.Simによる相変態の考慮方法について

鉄鋼を加熱すると、ある温度を境に体心立法格子（α鉄）から面心立法格子（γ鉄（オーステナイト））へ 変化し、この原子配列の変化が剛性、密度、比熱、熱歪み量などさまざまな物性に大きく影響を及ぼします。これが相変態です。
ただし、これは加熱時における挙動であり、鉄鋼の冷却中の変態挙動（γ鉄⇒α鉄）は単なる温度依存の特性だけではなく冷却過程における温度と時間の関係によって支配されます。

Welding.Simでは、ある温度通過時の冷却速度と変態開始・終了温度の関係、および冷却速度と組織の体積分率の関係に基づき、混合則によって各要素の材料特性を修正するという手法を利用しています。
恒温変態線図（TTT線図）、連続冷却変態線図（CCT線図）等を利用し、刻一刻と材料データを変化させるよりも計算にかかる時間を短縮させることが可能です。

Welding.Simを使った解析フロー

主な特徴

ANSYSのプリプロセッサによる柔軟なモデリング

ANSYS Mechanical APDL（旧Classic環境）のプリプロセッサによる、柔軟なモデリング機能が利用できます。
直交座標系の他、円筒座標系を利用した溶接パスの設定も可能。複数パスにも対応しています。

相変態の考慮に必要な、４種類の材料データベースを装備

SPCC、S45C、SCM440、SM90の材料データを標準装備しています。
※その他の材料データベースについてはお問い合わせ下さい。

専用ウィザードで、解析用データの作成も簡単に

過渡伝熱解析、熱弾塑性解析ともに専用のウィザードを用意しており、最低限必要な項目を入力するだけで解析用データが作成できます。

過渡伝熱解析用のデータ作成機能

• 冷却速度変態の考慮の有無を指定可能
• 発熱率の自動計算
• 溶接部分における要素の有効化・無効化（Birth/Death）機能のON/OFF自動切り替え
• 1荷重ステップの時間自動計算
• 計算途中の温度結果モニターポイント指定

　

熱弾塑性解析用のデータ作成機能

• 節点コンポーネント指定による拘束条件設定（初期位置で固定/拘束削除/変形後の位置で固定）
• 計算途中の変位量結果モニターポイント指定

ANSYSソルバーによる高精度な解析

ANSYSの解析ソルバーをそのまま利用しているため、ANSYSの並列計算機能も適用可能です。大規模になりがちな溶接変形解析でも威力を発揮します。

結果表示機能

過渡伝熱解析

• 温度コンター
• 冷却速度コンター
• 相変態率コンター
• 過渡伝熱解析結果のアニメーション作成（※）

※各時刻の要素の追加・削除（Birth/Death）状態を再現した温度コンターアニメーション作成機能

熱弾塑性解析

• 変位（応力・歪）コンター
• ミクロ組織割合コンター
• 構造解析結果のアニメーション作成（※）

※各時刻の要素の追加・削除（Birth/Death）状態を再現した変位コンターアニメーション作成機能

鋼板 温度分布アニメーション 変位分布アニメーション	T字 温度分布アニメーション 変位分布アニメーション
円筒モデル 温度分布アニメーション 変位分布アニメーション	突合せ 温度分布アニメーション 変位分布アニメーション

必要なシステム構成

Windows XP (64bit)
ANSYS Mechanical 以上のライセンス　※Mechanical APDL（旧Classic）環境

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