(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造品を形成する鋳型に流し込まれた溶湯が凝固するまでに生じた引け巣と前記鋳型を型開きしたときに前記鋳造品に生じている焼き付きの両部位をシミュレーションによって求める段階と、
前記鋳型の型開きにより前記鋳造品に形成される流体経路の内面の加工部位、当該シミュレーションによって求められた引け巣部位および焼き付き部位相互間の距離を演算する段階と、
演算されたそれぞれの距離に基づいて、前記流通経路を流れる流体が、前記加工部位から前記引け巣部位に、前記加工部位から前記焼き付き部位に、前記加工部位から他の流通経路の加工部位に、それぞれ漏れるリーク経路の発生危険度を演算する段階と、
を含むことを特徴とする鋳造品の凝固解析方法。
【請求項２】
前記引け巣部位は、前記引け巣の中心位置と体積とから求めた仮想球として表されることを特徴とする請求項１に記載の鋳造品の凝固解析方法。
【請求項３】
前記鋳造品に生じた焼き付き部位は、焼き付き危険温度としてあらかじめ設定されている温度以上の温度を呈している部分の集合であることを特徴とする請求項１または２に記載の鋳造品の凝固解析方法。
【請求項４】
前記発生危険度を演算する段階は、
演算された引け巣部位と焼き付き部位の距離のうち最も小さいものと２番目に小さいものとを抽出するとともに演算された引け巣部位と加工部位の距離のうち最も小さいものと２番目に小さいものとを抽出する段階と、
抽出された４つの距離のうち、最も小さいものと２番目に小さいものとの和を演算する段階と、
を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の鋳造品の凝固解析方法。
【請求項５】
さらに、前記発生危険度を演算する段階は、
演算された引け巣部位と焼き付き部位の距離および演算された引け巣部位と前記加工部位の距離に基づいてリーク経路候補を演算する段階と、
各リーク経路候補となったリーク経路の両端に位置する領域が同質の流体が流れる領域であるのか異質の流体が流れる領域であるのかを判断する段階と、
前記リーク経路候補となったリーク経路の両端に位置する領域が同質の流体が流れる領域である場合には当該リーク経路候補を発生危険度の演算対象から除外する段階と、
を含むことを特徴とする請求項４に記載の鋳造品の凝固解析方法。
【請求項６】
前記リーク経路候補を演算する段階の後に、
演算されたリーク経路候補となったリーク経路の両端に位置する領域に流れる流体の種類に応じてそれぞれの領域に対して流体の種類によって決められた記号である流体フラグを付す段階を含み、
各リーク経路候補となったリーク経路の両端に位置する領域が同質の流体が流れる領域であるのか異質の流体が流れる領域であるのかの判断は、当該流体フラグの同一性に基づいて行われることを特徴とする請求項５に記載の鋳造品の凝固解析方法。
【請求項７】
演算された発生危険度を前記鋳造品に重ねてディスプレイ上に表示する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の鋳造品の凝固解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造品の凝固解析方法に係り、特に、リーク経路の発生危険度を正確かつ迅速に予測することができる凝固解析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、鋳造品の歩留まり向上を図るため、凝固解析シミュレーションプログラムによる凝固解析が広く行われるようになってきた。下記特許文献１に開示されている凝固解析方法では、この凝固解析の中でも特に引け巣と呼ばれる凝固欠陥の発生位置とその体積を短時間で予測できるようにしている。
【０００３】
そして、作業者は、予測された引け巣が鋳造品に形成されているたとえば液体の流通経路などの加工部位と鋳造品の表面との間でリーク経路を形成する要因となりうるか否かを、凝固解析結果が表示されているディスプレイを見ながら、加工部位、鋳造品の表面、引け巣相互間の位置関係および距離に基づいて検討する。
【０００４】
その結果、リーク経路の形成が懸念される場合には、鋳造の条件を変更したり、鋳造品の形状を変更したりして、再度凝固解析を行い、この凝固解析結果に基づいてリーク経路の検討を繰り返す。
【特許文献１】特開平１１−３１４１５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、従来の凝固解析方法にあっては、焼き付き部分(周囲に対して特に温度が高くなる部分)の発生を考慮していないため、また、作業者の目視によりリーク経路の発生を検討しているため、リーク経路の発生予測精度に限界およびばらつきがあるという問題がある。
【０００６】
また、リーク経路の発生予測に定量的な指標が設けられていないため、どの程度の発生危険度があるのかを客観的に捉えることができず、リーク経路の発生は作業者による漠然とした予測としてしか判断することができない。
【０００７】
さらに、１つの鋳造品に対する引け巣の発生箇所は非常に多いので(たとえばシリンダの場合１００箇所程度)、個々の発生箇所のすべてについてリーク経路の発生を予測するのには多くの時間がかかり、作業性はあまり良いとは言えない。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題を解決するために成されたものであり、リーク経路の発生危険度を正確かつ迅速に予測することができる凝固解析方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するための本発明に係る鋳造品の凝固解析方法は、鋳造品を形成する鋳型に流し込まれた溶湯が凝固するまでに生じた引け巣と鋳型を型開きしたときに鋳造品に生じている焼き付きの両部位をシミュレーションによって求め、鋳型の型開きにより鋳造品に形成される流体経路の内面の加工部位、シミュレーションによって求められた引け巣部位および焼き付き部位相互間の距離を演算し、演算されたそれぞれの距離に基づいて、流通経路を流れる流体が、加工部位から引け巣部位に、加工部位から焼き付き部位に、加工部位から他の流通経路の加工部位に、それぞれ漏れるリーク経路の発生危険度を演算する。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように構成された本発明にかかる鋳造品の凝固解析方法によれば、鋳造品に形成される流体経路の内面の加工部位、鋳造品に生じた引け巣および焼き付き部位相互間の距離に基づいて、流通経路を流れる流体が、加工部位から引け巣部位に、加工部位から焼き付き部位に、加工部位から他の流通経路の加工部位に、それぞれ漏れるリーク経路の発生危険度を演算するようにしたので、リーク経路の発生予測精度が向上しまたその精度も安定している。
【００１１】
定量的な発生危険度が得られるので、リーク経路の発生がどの程度起こる可能性があるのかを客観的に判断することができる。
【００１２】
また、リーク経路の発生危険度は、流路、引け巣、焼き付き部位間の距離を演算し、その距離によって演算しているので、その演算は高速で行われることとなり、リーク経路の発生の予測を短時間で行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明に係る鋳造品の凝固解析方法を実施の形態１と実施の形態２とに分けて詳細に説明する。
【００１４】
［実施の形態１］
図１は本発明に係る凝固解析方法を実施する凝固解析装置の概略構成図、図２は本発明に係る凝固解析方法の手順を示す工程図、図３以降はこの手順の説明に供する図である。
【００１５】
図１に示すように、凝固解析装置１００は、凝固解析コンピュータ１１０、データベース１２０、ディスプレイ１３０から構成される。凝固解析コンピュータ１１０は、図２に示す凝固解析プログラム(シミュレーションプログラム)にしたがってリーク経路の発生危険度を演算する。データベース１２０は、凝固解析コンピュータ１１０が凝固解析プログラムを実行するために必要な、湯の材質、温度、湯の投入から型開きまでの時間、外気温といった鋳造条件、鋳型やキャビティの形状、製品の加工部位の最終形状などのＣＡＤデータを記憶している。ディスプレイ１３０は、凝固解析コンピュータ１１０によって演算されたリーク経路の発生危険度を製品に重ねて表示する。
【００１６】
本発明に係る凝固解析方法は次のような手順で実行される。
【００１７】
まず、凝固解析コンピュータ１１０はデータベース１２０に記憶されている鋳造条件とＣＡＤデータとを取り出して、凝固解析を行い、製品の鋳型に流し込まれた溶湯が凝固するまでに生じた引け巣の部位を求める。なお、凝固解析によって引け巣の部位を求める方法は、たとえば特開平１１−３１４１５２号公報に開示されているような従来の方法を用いる。この凝固解析の結果をディスプレイ１３０に表示させるとたとえば図３に示すような画像が得られる。図３に示す画像は製品としてシリンダを鋳造した場合に得られた引け巣分布である。シリンダ２００において色の濃い部分２１０Ａ〜２１０Ｅが引け巣(中空部位)の生じている部分である(Ｓ１)。
【００１８】
次に、鋳型を型開きしたときの製品の温度分布を求める。なお、この温度分布を求める方法は、従来から用いられている一般的な方法を用いる。この温度分布を求めた結果をディスプレイ１３０に表示させるとたとえば図４に示すような画像が得られる。図４に示す画像は図３のシリンダを鋳型から取り出した時の温度分布である。シリンダ２００およびその周辺部分において色が白いほど温度が高い部分であることを示している。したがって、図４の２２０Ａ〜２２０Ｃの部分は非常に高温であることがわかる(Ｓ２）。
【００１９】
そして、凝固解析コンピュータ１１０は求めた製品の温度分布と焼き付き危険温度(たとえば３００℃)としてあらかじめ設定されている温度との論理積演算を行って、型開き時の製品のうち焼き付き危険温度以上の温度を呈している部分を抽出する。この処理が行われると、図４においては２２０Ａ〜２２０Ｃの部分のみが抽出されることになる。なお、焼き付き危険温度は凝固解析コンピュータ１１０に記憶させておくが、この温度は製品によって異なるので最適な温度は実験によって求める(Ｓ３）。
【００２０】
凝固解析コンピュータ１１０は抽出した焼き付き部分をグループ化して焼き付き部位を求める。上記のように焼き付き部分は型開き時の製品のうち焼き付き危険温度以上の温度を呈している部分である。したがって、抽出される焼き付き部分は点、線、面のいずれかとなる。焼き付き部分が面として抽出されればその面を焼き付き部位とみなすこともできるが、通常は、点、線、面のいずれかとしてばらばらに抽出されるため、連続した面を焼き付き部位として認識させる必要がある。このためにグループ化(集合をとる)する処理を行う。この処理が行われると、図５に示すように、２３０Ａ〜２３０Ｃの円で囲まれた領域のうち、シリンダの表面に当たる部位が焼き付き部分の集合である焼き付き部位とされる。なお、このように焼き付き部位を求めるのは、焼き付けを起こしていると、焼き付を起こしている部位の表面が剥がれ落ちてしまうことがあるからである(Ｓ４）。
【００２１】
以上のＳ１からＳ４のステップによって引け巣と焼き付きの両部位をシミュレーションによって求める段階が構成される。
【００２２】
次に、凝固解析コンピュータ１１０はデータベース１２０に記憶されているＣＡＤデータに基づいてシリンダの形状に上記のステップで求められた焼き付き部位を重ねて解析モデルを作成する。つまり、この処理では、シリンダのどの部分が焼き付き部位であるのかをシリンダの形状に反映させるために行われる。この処理が行われると、図６に示すように、シリンダの表面に焼き付き部位２４０Ａ〜２４０Ｃが重ねられた解析モデルが作成される（Ｓ４）。
【００２３】
そして、凝固解析コンピュータ１１０はデータベース１２０に記憶されているＣＡＤデータに基づいてシリンダの形状に加工部位を重ねて解析モデルを作成する。つまり、この処理では、シリンダのどの部分が加工によって削り取られるのかがシリンダの形状に反映される。この処理が行われると、図７に示すようにシリンダ２００に加工部位２５０Ａ〜２５０Ｉが重ねられた解析モデルが作成される(Ｓ５）。
【００２４】
凝固解析コンピュータ１１０は、Ｓ１のステップで求めた引け巣２１０Ａ〜２１０Ｅのそれぞれに対して次の処理を行って引け巣の仮想球を求める。まず、図８に示すように、引け巣の重心を求めその重心を引け巣の中心位置Ｐとする。次に引け巣の体積を求めこの体積と同等の球の半径Ｒを求める。このようにして求めた仮想球２６０の中心位置Ｐは、図９に示すように、実際に生じると予測された引け巣２１０Ｂ(図３参照)の重心と重ねられ、仮想球２６０で囲まれる部分が引け巣の発生している部分とみなされる。なお、図９では引け巣２１０Ｂに対する仮想球２６０しか示していないが、実際には、これ以外のすべての引け巣(図３では２１０Ａ、２１０Ｃ〜２１０Ｅ)に対してこの仮想球が求められ、シリンダの形状に反映される(Ｓ６)。
【００２５】
次に、凝固解析コンピュータ１１０は以上の処理で求められた、加工部位、引け巣部位、焼き付き部位それぞれの相互間距離を演算する。たとえば、引け巣部位と焼き付き部位との距離を演算する場合には、図１０に示すように、引け巣の仮想球２６０の表面から各焼き付き部位２２０Ａ〜２２０Ｄまでの距離Ｙ１〜Ｙ４を演算する。図１０には示していないが、同様に、引け巣部位と引け巣部位との距離、焼き付き部位と焼き付き部位との距離、加工部位と引け巣部位との距離、加工部位と焼き付き部位との距離も求める(Ｓ７）。
【００２６】
以上のＳ５からＳ７のステップによって引け巣部位および焼き付き部位相互間の距離を演算する段階が構成される。
【００２７】
そして、演算された引け巣部位と焼き付き部位の距離のうち最も小さいものと２番目に小さいものとを抽出するとともに演算された引け巣部位と加工部位の距離のうち最も小さいものと２番目に小さいものとを抽出する。たとえば、図１０においては、引け巣部位と焼き付き部位の距離のうち最小の距離(最小値)Ｙ１と２番目に小さい距離(準最小値)Ｙ３とを求めることになる。同様に、引け巣部位と加工部位の距離のうち最小値と準最小値とが求められる。なお、引け巣部位と引け巣部位との距離、焼き付き部位と焼き付き部位との距離においてもその最小値と準最小値とが求められる（Ｓ８）。
【００２８】
凝固解析コンピュータ１１０はＳ８のステップで求めたそれぞれの部位に対する距離の最小値と準最小値の中から、さらにその最小値と準最小値とを抽出し、その和を演算する。たとえば、着目した引け巣部位に対する焼き付き部位の距離の最小値がＹ１、準最小値がＹ３であり、着目した引け巣部位に対する加工部位の距離の最小値がＫ１、Ｋ２であり、それら４つの数値の大小関係がＹ１＜Ｋ１＜Ｙ３＜Ｋ２であるとすると、Ｙ１＋Ｋ１を演算し、その和をリーク経路の発生危険度とする。したがって、リーク経路の発生危険度はその数値が小さいほどリーク経路が形成されてしまう可能性が高いことを示す（Ｓ９）。
【００２９】
以上のＳ９のステップによってリーク経路の発生危険度を演算する段階が構成される。
【００３０】
そして、最後に、凝固解析コンピュータ１１０は、求められた各部位間の距離およびリーク経路の発生危険度にもとづいて、リーク経路がどの部分に発生するのかを予測し、図１１に示すようにリーク経路をディスプレイ１３０上に表示する。リーク経路は、リーク経路の発生危険度の値があらかじめ設定されている値以下である場合にディスプレイ１３０上に表示するようにする。なお、リーク経路を表示せずに、単に製品に重ねてリーク経路の発生危険度を表示するようにしても良い(Ｓ１０)。
【００３１】
以上のＳ８からＳ１０の処理はすべての引け巣部位、焼き付き部位、加工部位に対して行われる。そのため、リーク経路の発生危険度の数値が小さい部分でリーク経路の発生する可能性があることが容易にわかる。たとえば、図１２に示すように、加工部位２５０Ａ(油通路鋳抜き部でその内周面が後の加工で所定寸法だけ切削される)と引け巣部位２１０Ａにおけるリーク経路の発生危険度の数値が非常に小さければ、油通路を流通している油が引け巣部位２１０Ａに流れ込む恐れがあり、さらに引け巣部位２１０Ａと焼き付き部位２４０Ａ(焼き付を起こしているので表面が剥離する可能性がある)におけるリーク経路の発生危険度の数値が非常に小さければ、引け巣部位２１０Ａに流れ込んだ油が外に漏れる恐れがある。したがって、各部位間のリーク経路の発生危険度の数値を辿っていけば、図１２に示すように、油通路から外部に油が染み出す通路の形成が予測できる。
【００３２】
以上のようなシミュレーションを行うことによって、リーク経路の発生予測を正確に行うことができ、また、その発生予測を定量化することができる。さらに、リーク経路の発生予測はコンピュータによって行われるので、作業者が目視によって検討するのに比較すれば作業性は格段に向上する。
【００３３】
なお、以上の実施の形態では単に距離に基づいてリーク経路の発生危険度を予測しているが、たとえば、リーク経路の両端に位置する領域に水が流通している場合には、そのリーク経路の存在は問題とはならないはずであり、無視しても差し支えないはずである。リーク経路の両端に位置する領域に同質の流体が流れている場合、そのリーク経路を発生危険度の演算対象から除外するようにし、予測精度を向上させるようにしたのが次の実施の形態２である。
【００３４】
［実施の形態２］
本実施の形態に係る凝固解析装置も実施の形態１に係る凝固解析装置の構成とほぼ同一であるのでその構成の説明は省略する。ただ、データベース１２０に、流体経路の最終形状、その流体経路に流す流体の種類に関するデータが記憶されているのが実施の形態１の場合と異なる部分である。
【００３５】
凝固解析コンピュータ１１０は、図１３に示す凝固解析プログラム(シミュレーションプログラム)にしたがって、次のような手順に従って、リーク経路の発生危険度を演算する。
【００３６】
本実施の形態に係る凝固解析方法は次のような手順で実行される。
【００３７】
まず、図１に示す凝固解析コンピュータ１１０はデータベース１２０に記憶されている鋳造条件とＣＡＤデータとを取り出して、凝固解析を行い、製品の鋳型に流し込まれた溶湯が凝固するまでに生じた引け巣の部位を求める。なお、凝固解析によって引け巣の部位を求める方法は、実施の形態１同様、従来の方法を用いる。この凝固解析の結果をディスプレイ１３０に表示させるとたとえば図３に示すような画像が得られる。図３に示す画像は製品としてシリンダを鋳造した場合に得られた引け巣分布である。シリンダ２００において色の濃い部分２１０Ａ〜２１０Ｅが引け巣(中空部位)の生じている部分である(Ｓ１１)。
【００３８】
次に、鋳型を型開きしたときの製品の温度分布を求める。なお、この温度分布を求める方法は、従来から用いられている一般的な方法を用いる。この温度分布を求めた結果をディスプレイ１３０に表示させるとたとえば図４に示すような画像が得られる。図４に示す画像は図３のシリンダを鋳型から取り出した時の温度分布である。シリンダ２００およびその周辺部分において色が白いほど温度が高い部分であることを示している。したがって、図４の２２０Ａ〜２２０Ｃの部分は非常に高温であることがわかる(Ｓ１２）。
【００３９】
そして、凝固解析コンピュータ１１０は求めた製品の温度分布と焼き付き危険温度(たとえば３００℃)としてあらかじめ設定されている温度との論理積演算を行って、型開き時の製品のうち焼き付き危険温度以上の温度を呈している部分を抽出する。この処理が行われると、図４においては２２０Ａ〜２２０Ｃの部分のみが抽出されることになる。なお、焼き付き危険温度は凝固解析コンピュータ１１０に記憶させておくが、この温度は製品によって異なるので最適な温度は実験によって求める(Ｓ１３）。
【００４０】
凝固解析コンピュータ１１０は抽出した焼き付き部分をグループ化して焼き付き部位を求める。上記のように焼き付き部分は型開き時の製品のうち焼き付き危険温度以上の温度を呈している部分である。したがって、抽出される焼き付き部分は点、線、面のいずれかとなる。焼き付き部分が面として抽出されればその面を焼き付き部位とみなすこともできるが、通常は、点、線、面のいずれかとしてばらばらに抽出されるため、連続した面を焼き付き部位として認識させる必要がある。このためにグループ化(集合をとる)する処理を行う。この処理が行われると、図５に示すように、２３０Ａ〜２３０Ｃの円で囲まれた領域のうち、シリンダの表面に当たる部位が焼き付き部分の集合である焼き付き部位とされる。なお、このように焼き付き部位を求めるのは、焼き付けを起こしていると、焼き付を起こしている部位の表面が剥がれ落ちてしまうことがあるからである。次に、凝固解析コンピュータ１１０はデータベース１２０に記憶されているＣＡＤデータに基づいてシリンダの形状に上記のステップで求められた焼き付き部位を重ねて解析モデルを作成する。つまり、この処理では、シリンダのどの部分が焼き付き部位であるのかをシリンダの形状に反映させるために行われる。この処理が行われると、図６に示すように、シリンダの表面に焼き付き部位２４０Ａ〜２４０Ｃが重ねられた解析モデルが作成される（Ｓ１４）。
【００４１】
そして、凝固解析コンピュータ１１０はデータベース１２０に記憶されているＣＡＤデータに基づいてシリンダの形状に加工部位を重ねて解析モデルを作成する。つまり、この処理では、シリンダのどの部分が加工によって削り取られるのかがシリンダの形状に反映される。この処理が行われると、図７に示すようにシリンダ２００に加工部位２５０Ａ〜２５０Ｉが重ねられた解析モデルが作成される(Ｓ１５）。
【００４２】
凝固解析コンピュータ１１０は、Ｓ１のステップで求めた引け巣２１０Ａ〜２１０Ｅのそれぞれに対して次の処理を行って引け巣の仮想球を求める。まず、図８に示すように、引け巣の重心を求めその重心を引け巣の中心位置Ｐとする。次に引け巣の体積を求めこの体積と同等の球の半径Ｒを求める。このようにして求めた仮想球２６０の中心位置Ｐは、図９に示すように、実際に生じると予測された引け巣２１０Ｂ(図３参照)の重心と重ねられ、仮想球２６０で囲まれる部分が引け巣の発生している部分とみなされる。なお、図９では引け巣２１０Ｂに対する仮想球２６０しか示していないが、実際には、これ以外のすべての引け巣(図３では２１０Ａ、２１０Ｃ〜２１０Ｅ)に対してこの仮想球が求められ、シリンダの形状に反映される(Ｓ１６)。
【００４３】
次に、凝固解析コンピュータ１１０は、以上の処理で求められた、加工部位、引け巣部位、焼き付き部位それぞれの相互間距離を演算する。たとえば、引け巣部位と焼き付き部位との距離を演算する場合には、図１０に示すように、引け巣の仮想球２６０の表面から各焼き付き部位２２０Ａ〜２２０Ｄまでの距離Ｙ１〜Ｙ４を演算する。図１０には示していないが、同様に、引け巣部位と引け巣部位との距離、焼き付き部位と焼き付き部位との距離、加工部位と引け巣部位との距離、加工部位と焼き付き部位との距離も求める(Ｓ１７）。
【００４４】
そして、演算された引け巣部位と焼き付き部位の距離のうち最も小さいものと２番目に小さいものとを抽出するとともに演算された引け巣部位と加工部位の距離のうち最も小さいものと２番目に小さいものとを抽出する。たとえば、図１０においては、引け巣部位と焼き付き部位の距離のうち最小の距離(最小値)Ｙ１と２番目に小さい距離(準最小値)Ｙ３とを求めることになる。同様に、引け巣部位と加工部位の距離のうち最小値と準最小値とが求められる。なお、引け巣部位と引け巣部位との距離、焼き付き部位と焼き付き部位との距離においてもその最小値と準最小値とが求められる（Ｓ１８）。
【００４５】
次に、凝固解析コンピュータ１１０は、演算された引け巣部位と焼き付き部位の距離および演算された引け巣部位と加工部位の距離に基づいてリーク経路候補を演算する。つまり、Ｓ１８のステップで求められたそれぞれの距離に基づいて、リーク経路（図９参照）を予測する。そして、凝固解析コンピュータ１１０は、データベース１２０に記憶されている、流体経路の最終形状、その流体経路に流す流体の種類に関するデータに基づいて、リーク経路候補の両端に位置する領域がどのような種類の流体を流す領域であるのかを見極め、流体の種類に応じてそれぞれの領域に対して流体フラグを付す。たとえば、図１４に示すように、リーク経路Ａとリーク経路Ｂとが引け巣部位を介して連通している場合には、リーク経路の一端の領域は領域Ａ、他端の領域は領域Ｂとなるが、領域Ａには流体フラグαを付し、領域Ｂには流体フラグβを付する。図１５に示すリーク判断マトリクスのように、流体フラグαとβが流体の種類によって決められていたとすると、領域Ａに空気が流れ領域Ｂに水が流れるとすると、領域Ａの流体フラグは０が、領域Ｂの流体フラグは１がそれぞれ付されることになる（Ｓ１９）。
【００４６】
そして、凝固解析コンピュータ１１０は、Ｓ１９のステップで予測されたリーク経路候補およびすべてのリーク経路候補の両端の領域に付された流体フラグを抽出する（Ｓ２０）。
【００４７】
次に、凝固解析コンピュータ１１０は、すべてのリーク経路候補に対して図１５に示したリーク判断マトリクスを適用させ、それぞれのリーク経路候補がリーク経路に該当するか否かを判断する。この判断は、各リーク経路候補の両端に位置する領域が同質の流体が流れる領域であるのか異質の流体が流れる領域であるのかを判断することによって行われるが、それぞれの領域には流体フラグが付されているので、この判断は流体フラグの同一性に基づいて行うことができる。たとえば、あるリーク経路候補の両端の領域の流体フラグがそれぞれ０と０、１と１、２と２であれば、図１５に示してあるように、そのリーク経路候補はリーク経路とは判断されない（異種の流体同士が混合することがないから）。リーク経路とは判断されなかったリーク経路候補は発生危険度の演算対象から除外される（Ｓ２１）。
【００４８】
凝固解析コンピュータ１１０は、Ｓ２１のステップで残されたすべてのリーク経路に対して、Ｓ１８のステップで求めたそれぞれの部位に対する距離の最小値と準最小値の中から、さらにその最小値と準最小値とを抽出し、その和を演算する。たとえば、着目した引け巣部位に対する焼き付き部位の距離の最小値がＹ１、準最小値がＹ３であり、着目した引け巣部位に対する加工部位の距離の最小値がＫ１、Ｋ２であり、それら４つの数値の大小関係がＹ１＜Ｋ１＜Ｙ３＜Ｋ２であるとすると、Ｙ１＋Ｋ１を演算し、その和をリーク経路の発生危険度とする。したがって、リーク経路の発生危険度はその数値が小さいほどリーク経路が形成されてしまう可能性が高いことを示す（Ｓ２２）。
【００４９】
そして、最後に、凝固解析コンピュータ１１０は、求められた各部位間の距離およびリーク経路の発生危険度にもとづいて、リーク経路がどの部分に発生するのかを予測し、図１１に示すようにリーク経路をディスプレイ１３０上に表示する。リーク経路は、リーク経路の発生危険度の値があらかじめ設定されている値以下である場合にディスプレイ１３０上に表示するようにする。なお、リーク経路を表示せずに、単に製品に重ねてリーク経路の発生危険度を表示するようにしても良い(Ｓ２３)。
【００５０】
以上の実施の形態では、リーク経路の発生危険度を単に距離に基づいて算出する場合を示したが、単に距離のみではなく引け巣の体積をも勘案して求めれば、発生危険度の精度を向上させることができる。すなわち下記のような回帰式を用いて発生危険度を算出すればよい。
【００５１】
発生危険度をＸ、最小距離をＹ１、引け巣の体積をＶとすると、
発生危険度Ｘは下記の式で表される。
【００５２】
Ｘ＝α１・Ｙ１＋α２・Ｖ＋α３
この回帰式の定数α１〜α３は実際に発生したリーク経路を実測することによって求める。多くのリーク経路を実測するほど精度の高い定数を得ることができる。実測で求めた定数α１〜α３を上式に代入して発生危険度を求める式とする。この式の場合には、その値が大きいほどリークの発生危険度は高くなる。
【００５３】
以上のようなシミュレーションを行うことによって、リーク経路の発生予測をさらに正確に行うことができ、また、その発生予測を定量化することができる。さらに、リーク経路とはなり得ないリーク経路候補を除いた上でリーク経路の発生予測を行うので、コンピュータは無駄な演算を行う必要がなくなり、処理速度が向上する。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、リーク経路の発生危険度を正確かつ迅速に予測することができるため、凝固解析のシミュレーションの分野で有益である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る凝固解析方法を実施する凝固解析装置の概略構成図である。
【図２】本発明に係る凝固解析方法の手順を示す工程図である。
【図３】凝固解析によって予測された引け巣の分布を示す図である。
【図４】凝固解析によって予測された鋳型を型開きしたときの製品の温度分布を示す図である。
【図５】凝固解析によって求められた焼き付き部位を示す図である。
【図６】シリンダの形状に焼き付き部位が重ねられた解析モデルを示す図である。
【図７】シリンダの形状に加工部位が重ねられた解析モデルを示す図である。
【図８】引け巣から求めた仮想球を示す図である。
【図９】シリンダの形状に加工部位と仮想球とを重ねて示した図である。
【図１０】引け巣と焼き付き部位との距離の演算過程を説明するための図である。
【図１１】リーク経路の発生状況を示す図である。
【図１２】リーク経路の発生状況の説明に供する図である。
【図１３】本発明に係る他の凝固解析方法の手順を示す工程図である。
【図１４】リーク経路候補の両端の領域に付す流体フラグの説明に供する図である。
【図１５】リーク判断マトリクスの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１００    凝固解析コンピュータ、
１１０    データベース、
１２０    ディスプレイ、
２００    シリンダ、
２１０Ａ〜２１０Ｅ    引け巣部位、
２２０Ａ〜２２０Ｃ    焼き付き危険温度以上の温度を呈している部分、
２３０Ａ〜２３０Ｃ    焼き付き部位が存在する領域、
２４０Ａ〜２４０Ｃ    焼き付き部位、
２５０Ａ〜２５０Ｉ    加工部位、
２６０    仮想球。
【図１】
0004729943.tif 000002
【図２】
0004729943.tif 000003
【図１３】
0004729943.tif 000004
【図１４】
0004729943.tif 000005
【図１５】
0004729943.tif 000006
【図３】
0004729943.tif 000007
【図４】
0004729943.tif 000008
【図５】
0004729943.tif 000009
【図６】
0004729943.tif 000010
【図７】
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【図８】
0004729943.tif 000012
【図９】
0004729943.tif 000013
【図１０】
0004729943.tif 000014
【図１１】
0004729943.tif 000015
【図１２】
0004729943.tif 000016