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公開番号2024125742
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-19
出願番号2023033782
出願日2023-03-06
発明の名称鋳巣解析装置、鋳巣解析プログラム及び鋳巣解析方法
出願人日立Astemo株式会社,国立大学法人東北大学
代理人弁理士法人志賀国際特許事務所
主分類B22D 46/00 20060101AFI20240911BHJP(鋳造;粉末冶金)
要約【課題】解析計算時間の短縮を図ることが可能な鋳巣解析装置、鋳巣解析プログラム及び鋳巣解析方法を提供する。
【解決手段】金型に溶湯を充填・固化して製造される鋳造体の鋳巣を解析する鋳巣解析装置であって、鋳造体の全体に関するフルモデル及び鋳造体の一部に関する部分モデルのうち、部分モデルに溶湯の流れ解析を実行し、フルモデルのうち部分モデルを除く部分について溶湯の流れ解析と溶湯の固相率とに基づく鋳巣の発生解析を実行する解析部を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
金型に溶湯を充填・固化して製造される鋳造体の鋳巣を解析する鋳巣解析装置であって、
前記鋳造体の全体に関するフルモデル及び前記鋳造体の一部に関する部分モデルのうち、前記部分モデルに溶湯の流れ解析を実行し、前記フルモデルのうち前記部分モデルを除く部分について前記溶湯の流れ解析と前記溶湯の固相率とに基づく鋳巣の発生解析を実行する解析部を備えることを特徴とする鋳巣解析装置。
続きを表示（約 580 文字）【請求項２】
前記部分モデルは、前記金型において前記溶湯を受け入れる溶湯流入ゲート部に相当することを特徴とする請求項１に記載の鋳巣解析装置。
【請求項３】
前記解析部は、前記溶湯に発生する気泡を消滅させることなく前記溶湯の流れ解析を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の鋳巣解析装置。
【請求項４】
金型に溶湯を充填・固化して製造される鋳造体の鋳巣をコンピュータに解析させる鋳巣解析プログラムであって、
前記鋳造体の全体に関するフルモデル及び前記鋳造体の一部に関する部分モデルのうち、前記部分モデルに溶湯の流れ解析を前記コンピュータに実行させ、前記フルモデルのうち前記部分モデルを除く部分について前記溶湯の流れ解析と前記溶湯の固相率とに基づく鋳巣の発生解析を前記コンピュータに実行させることを特徴とする鋳巣解析プログラム。
【請求項５】
金型に溶湯を充填・固化して製造される鋳造体の鋳巣を解析する鋳巣解析方法であって、
前記鋳造体の全体に関するフルモデル及び前記鋳造体の一部に関する部分モデルのうち、前記部分モデルに溶湯の流れ解析を実行し、前記フルモデルのうち前記部分モデルを除く部分について前記溶湯の流れ解析と前記溶湯の固相率とに基づく鋳巣の発生解析を実行することを特徴とする鋳巣解析方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳巣解析装置、鋳巣解析プログラム及び鋳巣解析方法に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、溶融材料の成型に用いる型の形状を座標系上に位置づけ、該座標系の空間を複数の微小要素に分割する要素作成ステップと、該微小要素のそれぞれについて、該型の型領域に位置する型要素と該型のキャビティ領域に位置するキャビティ要素とを定義する要素定義ステップと、をもつ前処理工程と、該溶融材料が充填された該キャビティ要素である溶融材料充填要素の圧力および速度を算出するステップと、該溶融材料が充填されていない該キャビティ要素であるガス巣要素のガスの物理量を算出するステップと、算出された該ガス巣要素の該ガスの物理量を利用して該溶融材料充填要素と該ガス巣要素のそれぞれの要素間の伝熱および鋳造型最表面に位置する該型要素とそれに接する該溶融材料充填要素または該ガス巣要素のそれぞれの要素間の伝熱を解析して、該溶融材料充填要素の温度を算出する伝熱解析ステップと、該溶融材料充填要素の該温度から算出される該溶融材料充填要素の潜熱放出量に応じて、該溶融材料の固相率を算出する固相率算出ステップと、をもつ凝固解析ステップと、該溶融材料充填要素の固相率が溶湯の流動限界を超えている場合に当該溶融材料充填要素を充填解析の解析対象から除外するステップと、プランジャ直前部の該溶融材料充填要素の平均圧力が所定圧力を超えた時もしくは溶湯充填率が所定充填率を超えた時に、該溶湯の流入条件を溶湯速度条件から溶湯圧力条件に切り替えるステップと、を備え、該キャビティ要素について、該溶融材料の充填領域を解析する充填解析ステップと、該固相率が１００％未満であるそれぞれの該溶融材料充填要素について、該固相率が１００％未満である該溶融材料充填要素以外の該微小要素によって囲繞される閉領域を検出する閉領域検出ステップと、直前に検出された該閉領域と現在の該閉領域とを対比して該閉領域内に含まれる該溶融材料の体積変動を求めて、該閉領域の発生後に該閉領域内で発生する凝固収縮を該閉領域内の該溶融材料充填要素のうち該固相率が低い要素に対応づける凝固収縮検出ステップと、を備え、すべての該溶融材料充填要素が完全に凝固するまで対応づけを行う凝固収縮解析ステップと、をもち、各該微小要素について該充填解析ステップおよび該凝固収縮解析ステップの全てのステップを行った後に微小時間間隔に相当するタイムステップを進めて、該充填解析ステップおよび該凝固収縮解析ステップの各ステップを繰り返し行う解析工程と、を有することを特徴とするダイカスト鋳造鋳物の鋳巣解析方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第５４４２２４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した背景技術では、鋳造欠陥である鋳巣や引け巣に対して予測ができるが、解析計算時間が長いという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、解析計算時間の短縮を図ることが可能な鋳巣解析装置、鋳巣解析プログラム及び鋳巣解析方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明では、鋳巣解析装置に係る解決手段として、金型に溶湯を充填・固化して製造される鋳造体の鋳巣を解析する鋳巣解析装置であって、前記鋳造体の全体に関するフルモデル及び前記鋳造体の一部に関する部分モデルのうち、前記部分モデルに溶湯の流れ解析を実行し、前記フルモデルのうち前記部分モデルを除く部分について前記溶湯の流れ解析と前記溶湯の固相率とに基づく鋳巣の発生解析を実行する解析部を備える、という手段を採用する。
【０００７】
本発明では、鋳巣解析プログラムに係る解決手段として、金型に溶湯を充填・固化して製造される鋳造体の鋳巣をコンピュータに解析させる鋳巣解析プログラムであって、前記鋳造体の全体に関するフルモデル及び前記鋳造体の一部に関する部分モデルのうち、前記部分モデルに溶湯の流れ解析を前記コンピュータに実行させ、前記フルモデルのうち前記部分モデルを除く部分について前記溶湯の流れ解析と前記溶湯の固相率とに基づく鋳巣の発生解析を前記コンピュータに実行させる、という手段を採用する。
【０００８】
本発明では、鋳巣解析方法に係る解決手段として、金型に溶湯を充填・固化して製造される鋳造体の鋳巣を解析する鋳巣解析方法であって、前記鋳造体の全体に関するフルモデル及び前記鋳造体の一部に関する部分モデルのうち、前記部分モデルに溶湯の流れ解析を実行し、前記フルモデルのうち前記部分モデルを除く部分について前記溶湯の流れ解析と前記溶湯の固相率とに基づく鋳巣の発生解析を実行する、という手段を採用する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、解析計算時間の短縮を図ることが可能な鋳巣解析装置、鋳巣解析プログラム及び鋳巣解析方法を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の一実施形態に係る鋳巣解析装置の機能構成を示すブロック図である。
本発明の一実施形態における鋳造体モデルを示す模式図である。
本発明の一実施形態に係る鋳巣解析プログラム及び鋳巣解析方法を示すフローチャートである。
本発明の一実施形態に係る鋳巣解析方法の効果を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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