FLOW-3D WELD

FLOW-3D-WELD
～（株）フローサイエンスジャパン開発モジュール ～

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FLOW-3D WELD 概要 weld_example　溶接事例

FLOW-3D WELD とは

FLOW-3D WELD は、溶接解析に必要なモデルをFLOW-3Dに付加する追加モジュールです。

FLOW-3Dの表面張力、自由表面解析、溶融・凝固・蒸発の相変化モデルなどの基本機能を応用し、
各種溶接現象を解析することが可能です。

主な機能：
  • 熱源モデル（出力指定、ガウス分布、デフォーカスなど）
  • 熱源の自由な移動
  • 蒸発圧（それに伴う反力）
  • シールドガス圧
  • 多重反射
  • 溶接に関わる代表的な出力（温度勾配、冷却率、エネルギ分布等）
解析用途：
  • 高い放射強度と高温により直接観察が困難な現象内部の詳細を可視化
  • 温度、熱、溶接速度、位置関係、材料物性などのパラメータスタディ
  • 欠陥予測（空気連行、凝固収縮、金属の酸化）

FLOW-3D WELD 解析機能

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  1. 簡易熱源モデル、熱源移動
    　 出力指定、ガウス分布、デフォーカス
  2. エネルギ密度の分布、加工速度
    　 ガウス分布、テーブル入力
  3. 蒸発圧力
    　 温度依存
  4. 多重反射
    　 溶け込み深さへの影響
  5. ポスト処理
    　 溶け込み形状、エネルギ分布、温度勾配、冷却速度
  6. 新機能 任意分布、任意形状（＋csvファイル読み込み）
    　 様々な形状をcsvファイル形式で定義　　回転＋移動
    　 任意形状、移動をcsvファイルで読み込み　（スパイラル）
  7. 新機能 異種材
    　 異種材の溶接

1.簡易熱源モデル、熱源移動

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エネルギ密度

空間分布

2.エネルギ密度の分布、加工速度

熱流束r方向の分布：断面は円とし、r方向で熱流束の分布を与えます。

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エネルギ密度の空間分布

ガウス分布：円錐状の場合は照射方向で変化し、熱流束の面積分は同じです。

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加工速度

加工ノズルをx,y,z方向、時間-速度のテーブルで指定します。
また、ノズル（光源）位置は座標、照射方向はベクトル成分を指定します。

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3.蒸発圧力

エネルギ密度が高い場合、溶融部界面が蒸発し、その反力によって界面に凹みが生じます。
特に深溶込み型レーザ溶接では、蒸発圧を考慮したモデル化が必要とされます。

蒸発圧の評価は一般的な数学的モデルがないため、以下のモデル式を使用します。

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蒸発ガスの上昇効果（キーホール、スパッタ等）

蒸気の上昇流の影響を動圧、せん断力で評価します。

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4.多重反射

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反射の評価方法

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形状の影響

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キーホール挙動の比較

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多重反射なし

 多重反射あり

多重反射を考慮したレーザ加工

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5.ポスト処理

溶接機能に関わる代表的な出力例です。

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6.任意分布、任意形状（＋csvファイル読み込み）

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7.異種材

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異種材 簡易解析

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異種材を使ったLock Exchange

材料：鉄、銅

密度

固相率
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異種材を使ったレーザ溶接

材料：銅、鉄

材料体積率

温度
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LMD 粒子

Thermal Particle
粒子に温度、熱容量を与え、周囲（気体）との熱伝達を考慮します。

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簡易解析による相互作用の確認

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簡易解析による相互作用の確認

粒子間相互作用（DEM）を考慮

  • 飛翔中の衝突
  • 壁面接触時の堆積効果
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価格・ライセンス形態などお気軽にお問合せください。information_button_small

 

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