JP4665182B2 - 圧延解析システム及びプログラム - Google Patents
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Description
日本鉄鋼協会発行、「第169/170西山記念技術講座テキスト(1998年)第55号」
(1)3次元解析であって1/4対称条件:ロール+対称面1+対称面2
(2)3次元解析であって1/2対称条件(左右対称):ロール+ロール+対称面2
(3)3次元解析であって1/1対称条件(対称性なし):ロール+ロール
(4)3次元解析であって1/n対称条件(n>5):ロール+対称面2+対称面3
(5)幅方向変形を無視した2次元解析:ロール+対称面1+対称面2+対称面2
そして、生成された前記ワイヤーフレームデータは、記憶手段に格納される。また、入力された圧延用ロールの入口における材料の圧延方向横断面の外形形状、外形寸法等に基づいて、3次元節点座標が計算される。
これによって得られた式(3)の中から、前記ロール及び対称面に接している節点について、剛性方程式(2)よりベクトルnの方向の行・列を縮減して解くことによって、材料の要素についての速度及び静水圧応力の境界条件を満たす解を得ることができる。
ステップS11 圧延工程のコンピュータ解析を行う者が、圧延条件として、(1)圧延用ロールの入口における材料の圧延方向横断面の外形形状、(2)材料の圧延方向横断面での分割数、(3)コンピュータ解析の対象となる解析対象領域、(4)圧延用ロールの形状、寸法、位置及び回転角速度、(5)材料の変形抵抗、並びに、(6)材料と圧延用ロールとの間の摩擦係数を入力する。
ステップS12 初期3次元分割及び境界条件を生成する。なお、ステップS12の詳細は、図1に示される。
ステップS13 境界条件を計算して記憶する。この場合、(1)材料の各節点とロールとの接触の有無を自動判定し、(2)ロールと接触している領域のすべての節点に関して、接触角度、法線方向、ロールの周速ベクトルを計算し、記憶手段に格納する。
ステップS14 ラグランジェ乗数法剛塑性有限要素法により、材料の速度分布を各節点の速度成分として計算する。
ステップS15 材料の3次元要素分割の自動修正する。この場合、(1)材料の流れ線を修正し、(2)材料とロールの接触位置を修正し、(3)材料とロールの干渉量と分離量を計算して補正する。
ステップS16 計算結果が収束したか否か判定する。収束した場合は、ステップS17に進み、収束しない場合はステップS13に戻る。
ステップS17 結果を出力する。
ステップS21 ワイヤーフレームモデルを生成する。
ステップS22 境界条件として、対称面及びロールの表面を設定する。
ステップS23 対称面と接触する節点番号を計算する。
ステップS24 ロールと接触する節点番号を計算する。
ステップS25 ベクトル代数を使用して各節点の局所座標、境界条件を登録する。
ステップS26 節点番号を最適配置し、要素番号−節点番号対応テーブルを最適化する。
Claims (4)
- (a)入力された圧延条件に基づいて、ワイヤーフレームモデルを生成するワイヤーフレームモデル生成手段と、
(b)前記圧延条件に基づいて、前記ワイヤーフレームモデルに境界面を設定する境界面設定手段と、
(c)材料の3次元分割要素の節点であり前記境界面と接触する節点の節点番号を計算する節点番号計算手段とを有し、
(d)節点番号の配置を最適化して節点についての速度変数を番号順に記憶手段に格納するとともに、要素に含まれる最大節点番号の次に前記要素についての圧力変数を割り込ませるように、剛塑性有限要素法において参照される要素番号−節点番号対応テーブルを最適化して、初期3次元分割及び境界条件を自動的に生成し、
(e)該初期3次元分割及び境界条件に基づいて剛塑性有限要素法によって、圧延される前記材料の3次元分割要素の節点の速度成分を計算することを特徴とする圧延解析システム。 - 前記境界面は、圧延用ロールの表面及び対称面である請求項1に記載の圧延解析システム。
- (a)圧延を解析するためにコンピュータを、
(b)入力された圧延条件に基づいて、ワイヤーフレームモデルを生成するワイヤーフレームモデル生成手段、
(c)前記圧延条件に基づいて、前記ワイヤーフレームモデルに境界面を設定する境界面設定手段、及び、
(d)材料の3次元分割要素の節点であり前記境界面と接触する節点の節点番号を計算する節点番号計算手段として機能させ、
(e)節点番号の配置を最適化して節点についての速度変数を番号順に記憶手段に格納するとともに、要素に含まれる最大節点番号の次に前記要素についての圧力変数を割り込ませるように、剛塑性有限要素法において参照される要素番号−節点番号対応テーブルを最適化して、初期3次元分割及び境界条件を自動的に生成し、
(f)該初期3次元分割及び境界条件に基づいて剛塑性有限要素法によって、圧延される前記材料の3次元分割要素の節点の速度成分を計算する圧延解析プログラム。 - 前記境界面は、圧延用ロールの表面及び対称面である請求項3に記載の圧延解析プログラム。
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JP2001027994A (ja) * | 1999-07-14 | 2001-01-30 | Motoki Yagawa | 有限要素法による解析モデルから計算用数値データを生成するデータ生成方法及びデータ生成装置 |
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