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山下 晋; 米本 幸弘; 山田 知典; 功刀 資彰*; 村松 壽晴
溶接学会論文集(インターネット), 29(3), p.48s - 52s, 2011/08
レーザー溶接による残留応力の定量的評価とその制御は高速増殖炉の長寿命化や補修信頼性の担保において非常に重要な問題である。このような問題に関する深い理解に対して、数値シミュレーションは非常に有効なツールであると言える。そのためには、数値シミュレーションモデルに対して、高精度,強靭性そして高い信頼性が必要となる。これに対し、われわれは最新の数値モデルを用いて以上の特徴を満たすような"SPLICE"(residual Stress control using Phenomenological modeling for Laser welding in Computational Environment)と呼ばれる完全に並列化されたレーザー溶融・凝固シミュレーションモデルを開発した。離散化にVSIAM3(Volume and Surface Integrated Average based Multi Moment Method),界面追跡スキームにTHINC法,固相表現にFAVOR法と呼ばれる手法を用いてレーザー溶接シミュレーションを実施した。その結果、幾つかのレーザー溶接特有の現象を再現することができた。よって、本シミュレーションモデルが将来的にレーザー溶接補修技術に対し大いに貢献できることが示唆される。
山田 知典; 米本 幸弘; 山下 晋; 村松 壽晴; 小溝 裕一*
溶接学会論文集(インターネット), 29(3), p.86s - 89s, 2011/08
構造物の保守・保全には残留応力が重要であることが知られている。この残留応力の低減には、入熱量が小さく、熱影響範囲が狭いレーザー溶接が効果的である。そのため、レーザー溶接補修技術は高速増殖炉の長寿命化において注目されている。このレーザー溶接補修技術を確立するためには、組織形成挙動を把握する必要がある。本研究では、高温レーザー顕微鏡を使用することで、レーザー溶接を模擬した冷却過程での組織形成挙動のその場観察を行った。
高瀬 和之; 村松 壽晴; 菖蒲 敬久
Proceedings of International Symposium on Visualization in Joining & Welding Science through Advanced Measurements and Simulation (Visual-JW 2010), p.54 - 55, 2010/11
原子炉本体やその付帯設備等の健全性を確保する補修技術の確立を目的として、3次元微細加工が可能なレーザーを利用した金属材料溶接技術の開発を行っている。この開発の一環として、金属材料溶接技術の最適化を図るため、レーザー照射時の金属材料の相変化挙動を数値シミュレーションによって定量評価する手法の開発を次世代部門と協力して行っている。本報では、実験体系を模擬した9
9個の金属粒子に対して行ったレーザー照射による相変化シミュレーションの結果について述べる。金属粒子の配置によって、レーザー照射を受ける粒子と受けない粒子が存在する。初めに、レーザー照射を受ける位置に配置された金属粒子が溶融し、高温の液体金属になる。一方、レーザー照射を受けない位置に配置された金属粒子は、生成された高温液体金属によって熱を与えられて溶融し、液体金属になる。レーザー照射を停止すると液体金属温度は低下して時間とともに凝固が始まる。本研究によって、このような一連の物理現象を数値シミュレーションによって明らかにできた。
