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論文

計算科学シミュレーションコードSPLICEによる異種材料レーザー溶接プロセスの数値解析

村松 壽晴; 佐藤 雄二; 亀井 直光; 青柳 裕治*; 菖蒲 敬久

日本機械学会第13回生産加工・工作機械部門講演会講演論文集(No.19-307) (インターネット), p.157 - 160, 2019/10

本研究は、レーザーによる異種材料溶接を対象とし、溶接時の温度管理等を適切に行うことにより、発生する残留応力を低減させることを目的とする。報告では、残留応力発生に大きな影響を持つ溶融池・凝固過程での過渡温度挙動を、計算科学シミュレーションコードSPLICEにより評価し、溶接加工時の伝熱流動特性に基づき、溶接施工時に溶融池領域の表面温度分布をサーモグラフィーなどにより把握することにより、これを指標として冷却速度をレーザー加熱などによって制御し、温度勾配解消が期待できる溶融池内対流輸送を維持し、発生する残留応力を低減できる可能性を示した。

論文

計算科学シミュレーションコードSPLICEを用いた金属光造形加工プロセスのフロントローディング

村松 壽晴; 青柳 裕治*; 吉氏 崇浩*

日本機械学会2017年度年次大会講演論文集(DVD-ROM), 4 Pages, 2017/09

原子力機構では、レーザー加工に係わる複合物理過程を定量的に取扱うことが可能な、計算科学シミュレーションコードSPLICEを開発中である。このSPLICEコードを金属光造形加工プロセスに適用し、設計空間の可視化、レーザー照射条件の設定などのフロントローディングを通じて、当該プロセスに係わるオーバーヘッドを効果的に低減させることが可能であることを確認した。

口頭

計算科学シミュレーションコードSPLICEを用いた金属光造形加工プロセスのレーザー照射条件の導出

村松 壽晴; 青柳 裕治*; 吉氏 崇浩*

no journal, , 

本発表では、加工材料にレーザー光が照射されてから加工が完了するまでの複合物理過程を定量的に取扱えるようにするために開発中の、計算科学シミュレーションコードSPLICEの概要と評価例、および金属光造形加工プロセスでのオーバーヘッドの大幅低減を目指し、SPLICEコードをレーザー照射条件導出のための手段として利用したフロントローディング実現に対する見通しを評価した。

口頭

同種材料・異種材料レーザー溶接における残留応力の空間分布特性

佐藤 雄二; 亀井 直光; 菖蒲 敬久; 青柳 裕治*; 村松 壽晴

no journal, , 

レーザー溶接時に生じる残留応力の低減を目的に、高出力ファイバーレーザーを用いた炭素鋼同士の同種材料溶接と、炭素鋼と無酸素銅の異種材料溶接を試み、SPring-8の高輝度放射光を用いてこれらレーザー溶接サンプルの残留応力の空間分布特性を調べた。

口頭

異種材料溶接加工における残留応力等の低減に向けた研究開発

村松 壽晴*; 亀井 直光*; 青柳 裕治*; 北川 義大; 菖蒲 敬久; 大薗 伸司*

no journal, , 

異材レーザー溶接試験片を製作し、凝固過程における温度変化をレーザー溶融・凝固プロセス解析コードによって解析した。また、X線を利用した溶接部の鋼材成分とひずみの分布特性を明らかにした。これらの解析・分析による評価は、今後、溶接部の健全性を確保するための残留応力発生メカニズムを解明するデータとして活用することができる。

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