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誘導加熱解析事例

電界 有限要素法 過渡応答

抵抗溶接のジュール熱解析事例

1.概要

抵抗溶接とは、2枚の母材(被溶接材料)を圧着しながらその間に電流を流し、その
抵抗熱で金属を溶かして接合する工法です。
比較的薄い板(薄板板金)の接合に用いられています。

今回は下図のようなモデルを作成し、各電極に電位を設定して両電極間に電流を流し
その時に簿材間で生じる発熱量(ジュール熱)を F-VOLTで計算しました。

1-1.解析モデルの概要

今回解析しましたモデルの外観形状は
図1の通りです。
抵抗溶接(ジュール熱)解析モデル外観
図1:ソリッドデータ外観図
電流分布/発熱分布の対称性を利用し、
今回は図2のような二分の一モデルで
解析しました。
抵抗溶接(ジュール熱)解析モデル外観
図2:解析モデル(1/2モデル)

1-2.解析仕様

物性条件

電気伝導率
電     極 1.0 x 108
被溶接材料 5.0 x 105

解析条件

図3のように、各電極に[10v]および[0v]をを設定しました。
正電極に印加する電圧は、図4のグラフのように時間的に変化するもの
とします。

抵抗溶接(ジュール熱)解析 電位設定 抵抗溶接(ジュール熱)解析 電位設定
図3:電位設定図   図4:正電極電位の時間変化

2.解析結果

2.1 発熱密度コンター図(電圧印加後0.05秒)

抵抗溶接(ジュール熱)解析 発熱密度

図5:発熱密度コンター図(電圧印加0.05秒後)

2.2 発熱密度コンター図(電圧印加後0.3秒)

抵抗溶接(ジュール熱)解析 発熱密度

図6:発熱密度コンター図(電圧印加0.3秒後)

抵抗溶接(ジュール熱)解析 発熱密度

図7:発熱密度コンター図(アニメーション)

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