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J-GLOBAL ID：201502288801455452   整理番号：15A0299654

ダイカストにおける「可視化」最新技術 事例6 湯流れシミュレーション援用によるダイカスト鋳造方案の最適化と水モデル可視化実験

著者 (3件)： 金澤賢一 (三重大) ,  矢野賢一 (三重大) ,  小倉純一 (ヤマハ発動機)
資料名： 型技術  (Die and Mould Technology)
巻： 30  号： 3  ページ： 046-049  発行年： 2015年03月01日 
JST資料番号： X0147A  ISSN： 0912-5582  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 解説  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 湯流れシミュレーションを援用し,溶湯への空気巻込み現象を推定し,空気巻込みの発生を抑制可能なランナー形状の最適設計を行う。さらに,水モデル可視化実験で設計したランナーの有効性を検証した。システムは主に,最適化アルゴリズム,CADソフトウェア,流体解析ソフトウェア,評価関数で構成されている。最適化アルゴリズムで,ある形状を表す設計変数が出力される。設計変数は,最適化初期はランダム値として選ばれる。CADソフトウェアを用い,設計変数が表す形状をSTL形式のデータとして生成する。この形状データを流体解析ソフトウェアへインポートし,湯流れシミュレーションを実行する。得られた計算結果から評価関数により評価値を算出する。最適化アルゴリズムでより優れた評価値をもつ可能性のある形状を推測し,その設計変数を出力する。これらの処理を繰り返し,最適解を探索する。最適化アルゴリズムとして,遺伝的アルゴリズムを採用している。筆者らは,形状の輪郭部分を表す曲線を,媒介変数tを用いた連続的ベクトル関数S(t)として直接的に扱い,最適化を行う手法を提案している。個体の設計変数をS(t)とし,交叉を複数のベクトル関数の数学的合成として定義する。鋳型内のランナー部分に発生する空気巻込みを最小化するため,ランナー形状の最適化設計を行なった。製品部を模した2つの薄肉部分に対し,二股ランナーを配置した左右対称構造となっている。設計領域を,ランナーを流路が直角に2方向に分岐する「T字路」と流路が直角方向に屈折する「L字路」に分割し,個別に最適化した。20°Cの水を5.0m/sで断面に均一に流入させ,流出部より流出させた。1)シミュレーション最終時刻の流路内部のボイド体積,2)流出部の流体の到達均一性,3)シミュレーション最終時刻での流出部の流速ベクトル均一性の3つ評価関数を,可能な限り同時に最小にするように解を導出した。標準形状では,T字路,L字路とも多量の気泡が製品部に流入したが,最適形状では製品部,ランナー部にまったく気泡が残らなかった。

シソーラス用語： 金型 ,  鋳型【鋳造】 ,  *湯道 ,  *流動性 ,  *溶融金属 ,  シミュレーション ,  *形状最適化 ,  空気連行 ,  混入空気 ,  *水モデル ,  アルゴリズム ,  流動解析 ,  計算機コード ,  *流れの可視化 ,  遺伝的アルゴリズム ,  気泡 ,  気泡欠陥 ,  *最適設計 ,  *液体充填
準シソーラス用語： ダイカスト金型 ,  解析ソフト ,  *空気巻込 ,  最適化アルゴリズム ,  *湯流れ ,  *流れシミュレーション

分類 (1件)： 鋳型材料,造型  (WC01020F)

タイトルに関連する用語 (9件)： ダイカスト ,  可視化 ,  湯流れ ,  シミュレーション ,  援用 ,  鋳造方案 ,  最適化 ,  水モデル ,  可視化実験