事例集-固体、粉体、流体解析
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SPH 法によるゴム材料の超弾性変形解析
Large Deform Analysis of Rubber Structures by SPH method■ 3 次元構造の超弾性変形解析

解析イメージ❒3D 柱部材の超弾性変形を SPH 法にて解析、速度、応⼒分布を求める。

❒超弾性体特有の材料構成則と試験データの整合性を考慮したシミュレーションが可能。ゴムを始めとする超弾性体を取り扱う構成則を引っ張り試験などで校正し、部品の変形を精度良く再現する。
設計最適化に役⽴てる。
❒独⾃の構成則、接触条件、破壊条件も取り⼊れることが可能。

■解析条件と結果
総粒⼦数:11,230 密度:1100.0kg/m^3
ヤング率: 17Mpa ポアソン⽐: 0.45

■解析結果
左曲げ速度
表⽰

右曲げ速度
表⽰

左曲げ相当応⼒We talk Particle We deliver Knowledge

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SPH 法による⾮線形構造の⼤変形解析
Large Deform Analysis of Non-linear Structures by SPH method■ 3 次元⾮線形構造の⼤変形解析

解析モデル❒3D 柱部材の⼤変形解析を SPH 法にて解析、速度、応⼒分布を求める。
❒⾮線形構造体特有の材料構成則と試験データの整合性を考慮したシミュレーションが可能。ゴムを始めとする超弾性体を取り扱う構成則を引っ張り試験などで校正し、部品の変形を精度良く再現する。
設計最適化に役⽴てる。
❒独⾃の構成則、接触条件、破壊条件も取り⼊れることが可能。

■解析条件と結果
総粒⼦数:6,100 密度:1100.0kg/m^3
ヤング率: 17Mpa ポアソン⽐: 0.45

■解析結果

速度表⽰

相当応⼒分布表⽰

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SPH 法による⼀⽅向 CFRP の破壊解析
The Fracture Analysis of unidirectional CFRP by SPH method■ 3 次元⼀⽅向 CFRP の破壊解析

解析イメージ❒⼀⽅向の炭素繊維と樹脂で構成されるモデルにて破壊解析。
❒⼤⽮根破壊モデルを使⽤。
❒独⾃の構成則、接触、破壊条件も取り⼊れることが可能。

fix

■解析条件
繊維:密度 1.75g/cm^3 ヤング率 230Gpa ポアソン⽐ 0.345
樹脂:密度 1.30g/cm^3 ヤング率 7GPa ポアソン⽐ 0.345 引っ張り速度: 10mm/sec■解析結果
Vonmise 応⼒

Vonmise 応⼒

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SPH 法による粉体圧縮成形の応⼒分布解析
Stress Distribution for 3D Powders Compression Molding by SPH method■ 3 次元粉体圧縮成形の応⼒分布解析

単⼀粒径の粉モデル❒⾃動⾞実部品の⾦型内の粉体を単⼀粒径モデル化。粉の塑性変形、密度や応⼒分布を定量的に評価可能。
❒初期密度、上杵、下杵の加⼯速度と内部応⼒分布の関係性を可視化。
❒独⾃物性、加⼯条件、加⼯プロセ
スの条件も取り⼊れることが可能。

■解析条件と結果
総粒⼦数

粒⼦間隔

粉ヤング率

降伏応⼒

上杵移動速度下杵移動速度3,514,097

0.5mm

100.0Gpa

100.0Mpa

6mm/s

6mm/s

Vonmise 応⼒

製品応⼒分布We talk Particle We deliver Knowledge

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製品切断応⼒分布SPH 法による粉体圧縮成形の応⼒分布解析
Stress Distribution for 3D Powders Compression Molding by SPH method■ 3 次元粉体圧縮成形の応⼒分布解析

単⼀粒径の粉モデル❒ギアモデルの⾦型内の粉体を単⼀粒径モデル化。粉の塑性変形、密度や応⼒分布を定量的に評価可能。
❒成形体の初期密度、上杵、下杵の加⼯速度による内部応⼒分布を可視化可能。
❒独⾃物性、加⼯条件、加⼯プロセスの条件も取り⼊れることが可能。

■解析条件と結果
総粒⼦数

粒⼦間隔

粉ヤング率

降伏応⼒

上杵移動速度下杵移動速度3,201,788

0.2mm

150.0Gpa

100.0Mpa

6mm/s

10mm/sVonmise 応⼒

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製品切断応⼒分布

異なる粒径の粉体圧縮成形の応⼒分布解析
Stress Distribution for 3D Powders Compression Molding with Different Particle sizes■異なる粒径の粉体圧縮成形の応⼒分布解析

異なる粒径の粉モデル❒異なる粒径の粉を同⼀粒⼦間隔にてモデル化、粉の塑性変形、密度や応⼒分布を定量的に評価可能。

■解析条件と結果
総粒⼦数:506,805 粉粒⼦数:373,91
上杵と下杵の移動速度 6mm/sec
ヤング率:50mm 粒径の粉は 48.9Gpa,
75mm 粒径の粉は 32.2Gpa,
100mm 粒径の粉は 18.47Gpa
降伏応⼒: 50mm 粒径の粉は 500Mpa, 75mm 粒径の粉は 123Mpa, 100mm 粒径の粉は 196Mpa

Vonmise 応⼒

製品応⼒分布We talk Particle We deliver Knowledge

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製品切断応⼒分布

異なる粒径の粉体圧縮成形の応⼒分布解析
Stress Distribution for 3D Powders Compression Molding with Different Particle sizes■異なる粒径の粉体圧縮成形の応⼒分布解析

異なる粒径の粉モデル❒異なる粒径の粉を同⼀粒⼦間隔にてモデル化、粉の塑性変形、密度や応⼒分布を定量的に評価可能。

■解析条件と結果
総粒⼦数: :285,615
上杵と下杵:
移動速度 50mm/sec
粉ヤング率: 150Gpa

粉番号表⽰

相当応⼒分布

圧
縮率
1%

圧
縮率10%

圧
縮率48%

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⾼粘性⾮ニュートン流体の連成流動解析
Analysis of Non-Newtonian Flow and Solid by SPH Method■⾼粘性⾮ニュートン流体の連成解析.

固体流体連成モデル❒構造体を同⼀粒⼦間隔にてモデル化、擬塑性流体と連成解析実施、密度、応⼒分布、流動状態を定量的に評価可能。
❒ベルトコンベアなどの構造体を壁境界条件導⼊、計算速度の短縮、溶融プラスチックや⾷品の流動、⼟⽊関係のコンクリートの⾮ニュートン流体の解析を実⽤的に実施可能。

■解析結果
流体固体速度表⽰

固体表⽰

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単軸スクリュ押出機解析
Single screw extruder analysis by SPH Method■単軸スクリュ押出機溶融解析の概要❒粒⼦法ソルバーAiSPH は、ホッパーから固体投⼊、輸送、溶融可塑化、溶融体輸送、先端ダイに⾄るまで⾼速解析可能。
❒溶融樹脂を⾮ニュートン粘性流体とし、溶融状態や温度などを定量的に評価、マルチブロック温度設
定対応でき、スクリュチャンネル形状、固体原料形状、密度、熱物性、パレル温度設定などが原料の溶融、可塑化に与える影響を詳細に検討可能。
❒CAD ソフトで作成された step ファイルを、json で設定し、簡単に解析実施可能。

■解析結果:

温度最⼤値 250℃ 最⼩値 50℃
温度表⽰

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