<4D F736F F D208AAE F31322E8F6497CD929291A291808DEC89898F4B2E646F63>

Size: px

Start display at page:

Download "<4D F736F F D208AAE F31322E8F6497CD929291A291808DEC89898F4B2E646F63>"

えのしもとり
7 years ago
Views:

2 目次頁 1. ADSTEFAN の使用方法解析モデル解析の目的事前準備 ADSTEFAN の起動方法メッシュ生成画面の起動使用する STL データの選択要素化順序の指定部材名称の指定要素サイズなどの指定とメッシュ生成鋳物形状の確認ゲート部の修正メッシュ情報の表示表示設定任意断面の表示と温度測定点の設定メッシュデータの保存材料データベースへの鋳型材料の登録解析条件設定画面解析条件設定画面の起動解析条件設定データの選択解析の選択と物性値の設定湯流れ解析条件の設定凝固解析条件の設定作成した解析条件の保存解析実行解析実行画面の起動解析実行データの選択と実行 ( 単一計算 ) 解析実行データの選択と実行 ( 複数計算 ) 解析結果の表示ポストプロセッサの起動湯流れ解析結果の表示 ( 充填進行状況 ) 凝固解析結果の表示 ( 引け巣評価 ) ADSTEFAN の終了解析例

(2) 材料名称 : 鋳物は SC42 材砂型はフラン自硬性鋳型 (3) 鋳込み条件

3 1. ADSTEFAN の使用方法 1.1 解析モデル (1) 3 次元 CAD データ : 下図に示す砂型 T 字形鋳鋼品 (2) 材料名称 : 鋳物は SC42 材砂型はフラン自硬性鋳型 (3) 鋳込み条件 : 注入温度は 1550 注入速度は 50cm/s 注入口 ( 湯口 ) 揚がり (4_flow_off.stl) 鋳物 (5_cast.stl) 押湯 (3_riser-160d.stl) (3_riser-140d.stl) 鋳型 (1_mold.stl) 湯道 (3_riser-120d.stl) (2_runner.stl) (4) ゲート要素自動設定の座表面 (5) 重力方向本解析では +Z 面を指定 Z 面本解析は -Z 方向に重力が掛かる -Y 面 Z -X 面 -Y -X X 面 Y 面 X -Z Y 重力方向 :-Z -Z 面 1.2. 解析の目的押湯サイズは直径 mm の 3 種類を用意このうちどのサイズが最適であるかを見出す以下直径 160mm の押湯を用いたときの場合を例にして操作手順を説明する 1.3. 事前準備 Stl 形状データは ADSTEFAN 作業エリア ( 例えば C:\Program Files\ADSTEFAN12\AdStefan) の中にあるフォルダ [stl] の中に [T_shape_stl] というフォルダを作ってそこに収納しておく - 2 -

4 [ 適用 ] [Yes,Really] を選択 *[ フォルダの位置 ] に作成名が表示される 1.5.

4 1.4. ADSTEFAN の起動方法 1 デスクトップ上のアイコン [ADSTEFAN Ver12] をダブルクリックメイン画面が表示される 2 [ プロジェクト管理 ] を選択 3 [ 新規プロジェクトの作成 ] T_shapeとキーイン 4 [ 適用 ] [Yes,Really] を選択 *[ フォルダの位置 ] に作成名が表示される 1.5. メッシュ生成画面の起動 1 [ プリプロセッサ ] [ メッシュ生成画面の起動 ] を選択 2 メッシュ生成画面が表示される - 3-

1.5.1 使用する STL データの選択 1 [STL] ボタンをクリック STL ファイル読込画面が表示される 2 [ADD] ボタンをクリック

2 要素化順序の指定 1 要素化順序に誤りがあれば当該ファイル名を選択してから [ ] もしくは [ ] ボタンで順位を変更 *

5 1.5.1 使用する STL データの選択 1 [STL] ボタンをクリック STL ファイル読込画面が表示される 2 [ADD] ボタンをクリックファイル選択画面が表示される 3 [T_shape_stl] を開く stlファイル名が表示される 4 必要な stl データを選択 ** 複数選択するときはキーボードの [Ctrl] キーを押したまま使用するファイル名をクリック 5 開くボタンをクリック STLファイル読込画面に読込まれる要素化順序の指定 1 要素化順序に誤りがあれば当該ファイル名を選択してから [ ] もしくは [ ] ボタンで順位を変更 * 下の欄に置くほど図形が重なった時に要素化される順序が遅くなる為先に要素化されたメッシュが上書きされる部材名称の指定 1 部材名称を設定 STL ファイル名部材名称要素化順序 1_mold : 2.mold 順序 1 2_runner : 3.casting 順序 2 3_riser-160d: 3.casting 順序 3 4_flow_off : 3.casting 順序 4 5_cast : 3.casting 順序 5-4 -

6 要素サイズなどの指定とメッシュ生成 1 [CAD の単位 ]: mm を選択 2[ ゲート要素の自動設定 ]: +Z を選択 3 [ メッシュ分割幅 ]: 今回は 5 (mm) を設定 ( 注 1) * 総要素数をリアルタイムで表示 (1,165,248 要素 ) * [ 確認表示 ] ボタンをクリックするとポスト画面が開いて形状を表示 4 [ メッシュ生成 ] をクリック 5 メッシュ生成の進行状況が表示される * 多少時間がかかります 6 メッシュ生成が完了 ( 注 1): 備考 : メッシュ分割幅はモデルで一番薄い所と同じ寸法もしくはその半分の寸法で要素化する事からからトライします ( 最薄肉厚方向の分割数を1~2メッシュとする ) 全体像をつかむため最初はメッシュ分割幅を大きくし必要に応じて分割幅を小さく ( 最薄肉厚部の分割数を最低 3 メッシュ ) して詳細な解析をします - 5-

1.5.5. 鋳物形状の確認 1 [ ビュー ] [3 次元図示方法 ] [ レンダリング表示 ] をクリック * 3D 鳥瞰図が表示される 1.5.6.

7 鋳物形状の確認 1 [ ビュー ] [3 次元図示方法 ] [ レンダリング表示 ] をクリック * 3D 鳥瞰図が表示されるゲート部の修正 1 押湯上方に設定されている湯口要素部は間違いなので dummy 要素に修正する 2 [ 断面 ]:X-Y [ 表示層 ]:111 [ 修正モード ]: 変更, 塗潰し [ 部材名称 ]:1.dummy 3 マウスポインタを間違っている湯口要素部にフォーカスしてクリック 4 修正終了 * 間違えたときは [ ] ボタンクリックで修正前の状態に戻る * 画像の拡大縮小はマウス左右ボタンを押したまま拡大は上方向に動かす縮小は下方向に動かす - 6 -

8 メッシュ情報の表示 1 [ カスタマイズ ] [ サブ画面 ] [Mesh Information] をクリック Mesh Information 画面が表示される * 要素数を表示 * 属性の表示と変更 2 この画面は [ ] ボタンクリックで閉じる表示設定 1 [ カスタマイズ ] [ サブ画面 ] [Setting View] をクリック Setting View 画面が表示される 2[ グリッド表示 ]: 表示 [ 適用 ] をクリックグリッドが表示される - 7-

ボタンをクリック 3 [ ツール ] [ 測定点設定 ] をクリック [ 測定点設定 ] のサブ画面が開く 4

測定点を複数設定する場合は 4の作業を繰り返す * 不要な測定点の削除は [ 測定点設定 ] 画面内で選択して

メッシュデータの保存 5 測定点の設定が終了したら [ 測定点設定 ] 画面を閉じる * 測定点の表示は消える

9 任意断面の表示と温度測定点の設定 1 [ 断面 ]::Y-Z [ 表示層 ]:50 を選択 2 [YZ] ボタンをクリック 3 [ ツール ] [ 測定点設定 ] をクリック [ 測定点設定 ] のサブ画面が開く 4 Y-Z 画面で温度変化を記録したい要素を選択して [ 測定点設定 ] 画面内の [ 追加 ] をクリック * 測定点を複数設定する場合は 4の作業を繰り返す * 不要な測定点の削除は [ 測定点設定 ] 画面内で選択して [ 削除 ] ボタンをクリックメッシュデータの保存 5 測定点の設定が終了したら [ 測定点設定 ] 画面を閉じる * 測定点の表示は消える 1 [ ファイル ] [ 別名保存 ] をクリック別名保存画面が表示される 2 [ ファイル名 ]:T-160d とキーイン 3 [ 保存 ] ボタンをクリックファイル名 :T-160d.in3dが作成される 4 [ ファイル ] [ 終了 ] トップメニュー画面に戻る - 8 -

2. 材料データベースへの鋳型材料の登録 1 メイン画面から [ データベース ] [ データベース画面の起動 ]

]: 値に 1.6 を入力 ( 以下同様 ) [ 熱伝導率 ]: 値に 0.0025 [ 比熱 ]: 値に 0.

[Warning] のサブ画面が開く [OK] をクリック * 熱応力解析用のデータが設定されていないための警告 (

10 2. 材料データベースへの鋳型材料の登録 1 メイン画面から [ データベース ] [ データベース画面の起動 ] の順にクリック材料データベース画面が開く 2 [ 材料 ]: 鋳型をクリック [ 単位系 ]:CGS をクリック [ 密度 ]: 値に 1.6 を入力 ( 以下同様 ) [ 熱伝導率 ]: 値に [ 比熱 ]: 値に 0.25 [ 初期温度 ]: 値に 20 [ 選択材料 ]:Furan_Mold と入力 3 [ 保存 ] をクリック 4 [Warning] のサブ画面が開く [OK] をクリック * 熱応力解析用のデータが設定されていないための警告 ( 無視してよい ) * [ 材料名称 ] 欄に [Furan_Mold] が表示される 5 [ ファイル ] [ 終了 ] をクリックメイン画面に戻る - 9-

解析の選択と物性値の設定 1 [ 第 1 解析 ] [ 湯流れ解析 ] をクリック [ 第 2

Information 画面が表示されます [OK] をクリックし確認 2 使用材料を設定

11 3. 解析条件設定画面 3.1. 解析条件設定画面の起動 1 [ プリプロセッサ ] [ 解析条件設定画面の起動 ] をクリック解析条件設定画面が表示される 3.2. 解析条件設定データの選択 1 [ ファイル ] [ 開く ] をクリック In3d ファイル選択画面が表示される 2 目的のデータを選択ここではT-160d.in3dを選択 3 [ 開く ] をクリック解析条件設定画面にデータが表示される 3.3. 解析の選択と物性値の設定 1 [ 第 1 解析 ] [ 湯流れ解析 ] をクリック [ 第 2 解析 ] [ 凝固解析 ] をクリック [ 初期温度データの連携 ] ボタンをクリック Information 画面が表示されます [OK] をクリックし確認 2 使用材料を設定 [1.dummy]:iso-material [2.mold]:Furan_Mold [3.casting]:SC42 * 各数値は画面上で修正可能 * 壁面抵抗は 0~1の範囲内で設定可能 (0: スリップ 1: ノンスリップ )

3.4. 湯流れ解析条件の設定 1 [ 湯流れ解析 ] タブをクリック湯流れ解析条件画面が表示される 2 [ オプション ] の [ 温度 ]

詳細設定画面が表示される 7 [ 溶湯流入条件 ] [ 解析終了時温度書込み ]:Yes を確認後ボタンをクリック [OK] をクリック [

(cm/s) 95% :50 (cm/) を入力入力終了後 [OK] ボタンをクリック 8 [ 熱抵抗値 ] ボタンをクリック

12 3.4. 湯流れ解析条件の設定 1 [ 湯流れ解析 ] タブをクリック湯流れ解析条件画面が表示される 2 [ オプション ] の [ 温度 ] にチェック入れる 3 [ 計算制御 ] 欄の [ 充填率 (%)]:95 を設定 * 充填率が 95% になると計算終了 4 [ 解析実行 ] 欄の [ 流動限界固相率 ]:0.3 を設定 5 [ 重力方向 ] 欄の [ 重力 Z 成分 ]:-980(-Z 方向 ) を設定 6 [ 詳細設定 ] ボタンをクリック詳細設定画面が表示される 7 [ 溶湯流入条件 ] [ 解析終了時温度書込み ]:Yes を確認後ボタンをクリック [OK] をクリック [ 流入条件 ] 画面を表示 [ 境界条件 ]: 速度を選択 [ 流入条件 ] タブを選択充填率 : 流入口 1gate に 0% :50 (cm/s) 95% :50 (cm/) を入力入力終了後 [OK] ボタンをクリック 8 [ 熱抵抗値 ] ボタンをクリック熱抵抗設定画面を表示 [1.dummy/2.mold] :2000(~1000 程度 ) [1.dummy/3.casting]:1000( 湯面の保温なし ) [2.mold/3.casting] :50(0~100 程度 ) 入力終了後 [OK] ボタンをクリック 9 [ 解析結果出力 ] ボタンをクリック出力ファイル画面が表示される [ 出力点数 ]:2 [ フレーム数 ]0~95%:19( フレーム ) を入力 :* 95% 19=5% つまり充填率が 5% 増える毎に出力 [ 出力ファイル ] 欄の * 必要項目を選択入力終了後 [OK] ボタンをクリック - 11-

3.5. 凝固解析条件の設定 1 [ 凝固解析 ] タブをクリック凝固解析条件設定画面が表示される 2 [ 引け巣形状解析 ] にチェックを入れる 3

湯流れを確認後 8 [ 鋳物の体積収縮率 ] [OK] をクリックボタンをクリック収縮率設定画面を表示固相率 0: 3(%) 固相率 1: 3(%)

他解析データ読込み : 湯流れを選択 * これにより湯流れ解析条件で設定した熱抵抗値が読込まれる入力終了後 [OK] ボタンをクリック 10 [

13 3.5. 凝固解析条件の設定 1 [ 凝固解析 ] タブをクリック凝固解析条件設定画面が表示される 2 [ 引け巣形状解析 ] にチェックを入れる 3 [ 圧力模擬無し ] にチェックを入れる 4 計算制御欄を凝固率(%) :100 に設定 * 凝固率が 100% になると計算終了 5 解析実行欄の流動限界固相率 :0.5 を入力 6 重力方向欄の [ 重力 Z 成分 ]:-980(-Z 方向 ) を入力 7 詳細設定ボタンをクリック [ 初期温度読込み ]: 湯流れを確認後 8 [ 鋳物の体積収縮率 ] [OK] をクリックボタンをクリック収縮率設定画面を表示固相率 0: 3(%) 固相率 1: 3(%) を入力 * 膨張はマイナス指定入力終了後 [OK] ボタンをクリック 9 [ 熱抵抗値 ] ボタンをクリック熱抵抗値設定画面が表示される他解析データ読込み : 湯流れを選択 * これにより湯流れ解析条件で設定した熱抵抗値が読込まれる入力終了後 [OK] ボタンをクリック 10 [ 解析結果出力 ] ボタンをクリック出力ファイル画面が表示される [ 出力点数 ]:2 [ フレーム数 ] 0~100%:20( フレーム ) を入力 :* 100% 20=5% つまり凝固率が 5% 増える毎に出力 [ 出力ファイル ] 欄の必要項目を選択入力終了後 [OK] ボタンをクリック

14 3.6. 作成した解析条件の保存 1 [ ファイル ] [ 上書保存 ] もしくは [ 別名保存 ] をクリック * [ 上書き保存 ] の時は設定開始時に. 選択した名前 ( 上記 ) に上書き * [ 別名保存 ] のときは新たな名前を入力 2 [ ファイル ] [ 終了 ] をクリック - 13-

15 4. 解析実行 4.1. 解析実行画面の起動 1 [ 解析実行 ] [ 解析実行画面の起動 ] をクリック解析実行画面が表示される 4.2. 解析実行データの選択と実行 ( 単一計算 ) 1 [ ファイル ] [ 開く ] をクリックファイル選択画面が表示される 2 目的のデータを選択ここでは T-160d.in3dをクリック 3 [ 開く ] ボタンをクリック入力データファイル名に表示される 4 [ 解析実行 ] をクリック解析が実行開始される

4.3. 解析実行データの選択と実行 ( 複数計算 ) 1 [ ファイル ] [ 開く ] をクリックファイル選択画面が表示される

ボタンをクリックバッチファイルに登録します * 上記 3,4を繰り返す 5 [ 終了 ] をクリックし画面を閉じます 6

4で登録されたファイル名が表示される 7 [ 解析実行 ] ボタンをクリック解析実行が開始される * T-160d

16 4.3. 解析実行データの選択と実行 ( 複数計算 ) 1 [ ファイル ] [ 開く ] をクリックファイル選択画面が表示される 2 目的のデータを選択 3 [ 開く ] ボタンをクリック入力データファイル名に表示される 4 [ バッチジョブ登録 ] ボタンをクリックバッチファイルに登録します * 上記 3,4を繰り返す 5 [ 終了 ] をクリックし画面を閉じます 6 メイン画面の [ 解析実行 ( バッチ処理 )] [ バッチ実行画面の起動 ] をクリックバッチ解析実行画面が表示され 4で登録されたファイル名が表示される 7 [ 解析実行 ] ボタンをクリック解析実行が開始される * T-160d の計算所要時間は 1.2GHz ノート PC の場合で湯流れ : 約 20 分凝固 3 分程度 8 解析が終了したら [ 終了 ] ボタンをクリックし画面を閉じます - 15-

matt3d を選択 4 [ 開く ] ボタンをクリック溶湯の温度が表示される * ここから色々な機能が使用できる ( 詳細マニュアル参照 ) * 画像の拡大縮小はマウス左右ボタンを同時に押したまま拡大は上方向へ動かす縮小は下方向へ動かす *

17 5. 解析結果の表示 5.1. ポストプロセッサの起動 1 メイン画面の [ ポストプロセッサ ] [ ポストプロセッサの起動 ] をクリックポスト画面が表示される 5.2. 湯流れ解析結果の表示 ( 充填進行状況 ) 1 ファイル [ 結果データを開く ] をクリック結果データを開くダイアログが表示される 2 [ ファイルの種類 ] スクロールボタンで [ 湯流れ計算結果 ] を選択 3 [ ファイル名 ] T-160d.matt3d を選択 4 [ 開く ] ボタンをクリック溶湯の温度が表示される * ここから色々な機能が使用できる ( 詳細マニュアル参照 ) * 画像の拡大縮小はマウス左右ボタンを同時に押したまま拡大は上方向へ動かす縮小は下方向へ動かす * 画像の回転はマウス左ボタンを押したまま回転方向へ動かす * 画像の移動はマウス中ボタンを押したまま移動方向へ動かす * 表示フレームの変更は数値をキー入力して Enter かスクロールボタンで選択 5 [ ファイル ] [ 終了 ] ボタンをクリックし画面を閉じます他の湯流れ解析結果の表示は表 1に記載されているファイル名を参照 (P19)

5.3. 凝固解析結果の表示 ( 引け巣評価 ) 1 メイン画面の [ ポストプロセッサ ] [ ポストプロセッサの起動 ] をクリックポスト画面が表示される 2[ ファイル ] [ 結果データを開く ] をクリック結果データを開くダイアログが表示される 3 [ ファイルの種類 ] スクロールボタンで [ 凝固計算結果 ] を選択

0 [ 最小値 ]: 例えばそのまま [ クリッピング ] [ 適用 ] をクリック * 断面を表示させるには [ 断面表示 ] [ 断面の表示 ] [Y-Z] をチェックスライダで50 選択以下にチェック入れる [ 外形線 ] [ 半透明 ] もしくは [ 粗メッシュ ] [ スライダに連動して描画 ] [ 断面の背後を描画 ]

18 5.3. 凝固解析結果の表示 ( 引け巣評価 ) 1 メイン画面の [ ポストプロセッサ ] [ ポストプロセッサの起動 ] をクリックポスト画面が表示される 2[ ファイル ] [ 結果データを開く ] をクリック結果データを開くダイアログが表示される 3 [ ファイルの種類 ] スクロールボタンで [ 凝固計算結果 ] を選択 4[ ファイル名 ]T-160d.vfs3d を選択 5 [ 開く ] ボタンをクリック鋳物の健全度が表示される 6 [ フレーム ]: 最大値 21 とする * フレーム1~20 は途中経過 * 閾値以下の部分を透過表示するには [ スケーリング値 ] [ 変更 ] [ 最大値 ]: 例えば 80.0 [ 最小値 ]: 例えばそのまま [ クリッピング ] [ 適用 ] をクリック * 断面を表示させるには [ 断面表示 ] [ 断面の表示 ] [Y-Z] をチェックスライダで50 選択以下にチェック入れる [ 外形線 ] [ 半透明 ] もしくは [ 粗メッシュ ] [ スライダに連動して描画 ] [ 断面の背後を描画 ] [YZ 平面 :- 方向描画 ] [ 適用 ] をクリック指定された表示方法で結果データを表示する 7 [ ファイル ] [ 終了 ] ボタンをクリックし画面を閉じます他の解析結果の表示は表 2に記載されているファイル名を参照 (P19) 5.4. ADSTEFAN の終了メイン画面で [ ファイル ] [ 終了 ] をクリックすると ADSTEFANを終了します - 17-

19 6. 解析例メッシュ幅 :5mm 凝固解析時の流動限界固相率:0.5 凝固収縮率:3% とした φ h φ h φ h 実体の引け巣凝固終了時間 (fs:0.5 到達 ) 健全度 ( 収縮率 :3%) 新山パラメータ (G/ R 0.8)

20 表 1 解析結果ファイル ( 湯流れ ) 表 2 解析結果ファイル ( 凝固 ) ファイル名表示内容ファイル名表示内容 *.air3d 残留空気量 *.cool3d 冷却速度 *.aprs3d 空気の圧力 *.coolls3d 凝固区間平均冷却速度 *.avel3d 空気の速度 *.grad3d 温度勾配 *.cls3d 流入溶湯の初期温度 *.mold3d 鋳型の温度分布 *.ctim3d 空気との接触時間 *.molds3d 鋳型表面の温度分布 *.dmark3d 巻込みマーカー *.pore3d 修正温度勾配 *.edy3d 渦度の絶対値 ( 新山パラメータ ) *.flw3d 溶湯の流量 *.solend3d 凝固終了時間 *.fmold3d 鋳型の温度分布 *.solid3d 固相率分布 *.ftim3d 充填の終了時間分布 *.solst3d 凝固開始時間 *.mark3d マーカー表示 *.temp3d 鋳物の温度 *.mat3d *.matt3d *.mtmp3d *.pair3d *.prs3d *.vel3d 溶湯の充填率溶湯の温度鋳型表面の最高加熱温度最大空気圧力溶湯の圧力速度分布 *.vfs3d 健全度 ( 引け巣予測 ) - 19-

Field Logic, Inc. 標準モード 3D モデル作成配置編 Field Logic, Inc. 第 1 版

Field Logic, Inc. 標準モード 3D モデル作成配置編 Field Logic, Inc. 第 1 版目次 1. 初めに... 1 本書の概要 ( 学習のポイント )... 1 2. Google SketchUp の起動... 2 3. 単純な形状をした工場の 3D モデルを作成... 3 3D モデルの作成... 3 工場の 3D モデルを STL 形式のファイルとして出力...