Flux+Radioss LAW80ギヤソリッド要素サンプルモデル
fujita
Altair Employee
Altair Employee1. 目的
Fluxで16歯ギヤの1/32形状について誘導加熱による温度履歴を出力し、Radiossで加熱、冷却時のオーステナイト、フェライト、パーライト、ベイナイトの、マルテンサイトの分率と分布を確認する。
2. Fluxによる温度履歴取得
- 16歯ギヤから1歯分を切り出した形状を対象として解析
- 軸方向にも2分割して1/32モデルとする
2.1 解析モデル外観
- Inductorによる誘導電流でギヤを熱し、温度履歴を取得
2.2 ジオメトリとメッシュ作成 (buildGeomesh.py)
- 点の座標値からライン、フェース、ボリュームを作成し、メッシュを作成
- Z方向に10mm押出し
- 周囲に空気のメッシュ作成
- 円筒座標系で-90度、-67.5度、Z=0を対象面とする
2.3 周波数の設定
- 200kHzに設定
2.3 材料の設定
- 透磁率、抵抗の設定
- 熱伝導率、熱容量の設定
2.4 熱交換面
- ギヤと空気との境界面における熱交換を設定
- 対流をステップ関数で定義して2.0秒からの冷却を表現
2.5 加熱コイル
- 電流実効値2000A、半径31mm、高さ30mm、幅1mmとして設定
2.6 センサの設定
- Radiossモデルの節点位置にセンサを配置し、温度時刻歴を取得
2.7 解析時間 (solving.py)
- 10秒を0.1秒きざみで計算
2.8 Flux解析結果
- 誘導加熱による温度分布とセンサ位置(Radiossモデル節点位置)の時刻歴
3. Radiossによる相変態確認
3.1 Radioss解析モデル
- Hexa要素
- 側面と底面を対象拘束
- 全節点にFluxからの温度荷重設定(片方向連成)
- 鉄相当の材料としてLAW80を適用し相変態を確認
3.2 Radioss解析結果
- 各相の分率と分布を確認できる。
- 冷却時(2sec付近)、表層部(E719)と中間部(E675) でオーステナイトとマルテンサイトの入れ替わりがみられる。
まとめ
- Fluxで16歯ギヤの1/32形状について誘導加熱による温度履歴を出力した。
- Radiossで加熱、冷却時のオーステナイト、フェライト、パーライト、ベイナイトの、マルテンサイトの分率と分布を確認した。
- LAW80をソリッド要素に適用し、冷却時にオーステナイト→マルテンサイトの相変態を確認できた。
参考情報
- 高周波誘導加熱について
- LAW80について
https://2022.help.altair.com/2022/hwsolvers/ja_jp/rad/topics/solvers/rad/mat_law80_starter_r.htm?hl=law%2C80
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