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Virfacの機能

簡単な操作で、溶接による組立変形/残留応力をすばやく高精度に予測

Virfacでは、最小限の操作で、溶接プロセスにおける溶接ひずみや残留応力を、高速・高精度に予測することができます。溶接工程における部材変形の最小化、組み立て順序を変えたときの構造変形への影響の評価、残留応力を高精度に計算することによる溶接品質やき裂進展の予測などを、簡単な操作で実行しています。
現場の設計者向けに開発されたGUI(グラフィカルユーザーインターフェイス)は、直感的な操作性で、特別なトレーニングを必要としません。導入してすぐにシミュレーションを始めることができます。

すぐに使えるユーザーインターフェイス

Virfacには、現場の設計者がすぐに使い始めることができる、使いやすいインターフェイスが備わっています。解析条件はCADデータそのものに設定し、解析に必要なメッシュの生成はソフトウェアが自動的に行います。

  • 解析条件をCADデータに設定
    解析条件をCADデータに設定
    解析条件はCADデータそのものに設定します。普段ご利用のCADデータに、メッシュを意識せずに設定できます。
  • オートメッシャー
    オートメッシャー
    解析に必要なメッシュ生成は、ソフトウェアが自動的に行うため、ユーザーが意識する必要がありません。メッシュ生成は非常にすばやく行われるので、業務の進行を妨げません。必要に応じて、指定した領域のメッシュの粗密をコントロールすることもできます。
  • 操作をリードする画面設計
    操作をリードする画面設計
    直感的に操作できるユーザーインターフェイスを備えており、導入してすぐにシミュレーションを始めることができます。複雑な溶接線の形状や条件を容易に行えるため、各種条件設定にかける時間を大きく削減します。

積層造形解析

金属紛体の積層造形技術であるSLM(Selective Laser Melting)を対象とした解析機能です。
積層造形の条件設定に特化したGUIを持つVirfac Additive Manufacturingは、成形品CADを指定積層数に分割できます。また、レーザー照射パターンの簡易評価も可能な機能として有しています。

  • 指定積層数で自動分割
    指定積層数で自動分割
    積層造形対象を所定の積層数に自動分割して、各層でのレーザーによる入熱の影響を評価できます。
  • 入熱順序の評価
    入熱順序の評価
    各層を分割して入熱順序の影響を簡易的に評価することも可能です。

溶融溶接解析

Virfacの溶融溶接解析機能には、固有ひずみ法を用いた非常に高速な計算手法と、熱弾塑性FEMによる過渡計算で詳細に解析する手法の2つがあります。
固有ひずみ法では、数十本の溶接線がある構造物の溶接変形を数分で計算できるため、溶接順序の検討や、構造物を組み立てる施工順を検討するシミュレーションに最適です。
一方、熱履歴や詳細な溶接条件を考慮したい場合には、熱弾塑性FEMを用いることにより、高い精度で溶接ひずみや残留応力を予測することができます。
こうした溶接シミュレーションを、治具拘束の箇所や方法、溶接順序の最適化などに活用すれば、実験・試作による検討の前に、設計の完成度を高めることができます。これにより、設計品質の向上や設計コストの削減、納期の短縮が期待できます。

  • 固有ひずみ法による高速解析
    固有ひずみ法による高速解析
    固有ひずみ法による解析では、数十本の溶接線がある構造物の溶接変形を、数分で計算します。構造を組み立てるまでの施工の条件と順序の影響を、すぐに確認することができます。

    固有ひずみソルバーJWELDは大阪大学接合科学研究所の溶接変形解析ソルバーJWRIAN (ジュリアン)をベースに株式会社JSOL が開発したものです。
  • 熱弾塑性FEMによる過渡解析
    熱弾塑性FEMによる過渡解析
    溶接によるワークの変形を、高精度に予測します。この手法では非定常解析を行うため、溶接過程での温度分布や応力分布の変化、変形の状態を時間を追って確認することができます。
  • 残留応力の予測
    残留応力の予測
    溶接後の残留応力を、すばやく高精度に予測します。

摩擦撹拌接合解析

摩擦撹拌接合(FSW)プロセスを、熱流体モデルと熱構造モデルの連成により解析します。さらに相変態計算との連成により、接合部の強度分布の評価も可能です。

  • 塑性流動の計算
    塑性流動の計算
    摩擦撹拌接合(FSW)プロセスを、局所的な熱流体モデルとコンポーネントスケールの熱構造モデルとを連成して解析します。
  • 塑性流動による熱の計算
    塑性流動による熱の計算
    熱流体計算により算出された物理量を熱源として利用することが可能です。これを全体モデルに利用することで、FSWにおける変形および残留応力を予測します。
  • 接合部分の強度推算
    接合部分の強度推算
    温度分布と熱履歴から、接合部分の強度を推算できます。熱流体計算の結果を相変態計算の入力に利用することで、接合部における強度分布の予測を可能としています。

機械加工解析

切削に代表される、機械加工により生じる変形を予測します。複数のパスで機械加工するようなモデルも解析できます。鍛造や焼きなまし、切削経路とその順序などは、ワークの前工程における応力状態を考慮して計算します。

  • 機械加工のモデル化
    機械加工のモデル化
    ワークの残留応力が機械加工により解放され、変形する様子などを予測できます。
  • 多工程の切削パスを連続解析
    多工程の切削パスを連続解析
    切削における、ある工程における変形を考慮して、次の切削パスの経路定義を行います。このため、多工程の切削パスをあらかじめ設定しておけば、工程ごとに変形する様子を連続的に解析することが可能になりました。
  • メッシュの再分割不要
    メッシュの再分割不要
    切削面ごとにメッシュを生成し、すべての切削パスをレベルセット法によりモデル化します。工程ごとにメッシュを再分割する必要がないため、従来の有限要素法に比べ大幅に条件設定の作業負担を軽減します。

き裂進展

3次元でモデル化されたアセンブリ部品の疲労き裂進展経路を予測します。レベルセット法を採用しており、複雑な形状のモデルにも適用可能です。

  • き裂の自由伝播を計算
    き裂の自由伝播を計算
    正確な応力拡大係数を算出しながら、部品の構造強度計算を行います。自動的に位相変化を計算しつつ最適なレベルセットを行う機能があり、進展則とあわせることで、メッシュラインにとらわれないき裂の自由伝播を計算します。

動作環境

OS Windows 7 SP1 64bit
Windows 8.1 64bit
Windows 10 64bit
CPU Intel Core i7, Xeon
メモリ 必須:16GB、推奨:64GB
ハードディスク インストール:1.1GB、実行時:解析内容による
ディスプレイ解像度 1280×960以上
グラフィックカード OpenGL対応 VRAM 1GB以上推奨

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