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FEM Simulation

FEM解析技術によって、冷間ロール成形の可能性は無限に広がりました。

経験を積んだ熟練作業者に委ねられていた成形技術。
しかし、電縫鋼管の成形挙動は、複雑な3次元弾・塑性変形であり、成形中の素板の複雑な変形挙動/応力・歪に対処するには、熟練技術だけでは限界がありました。
また、設計の良否は実際の成形を行わない限り検証不可能。 そのため、成形プロセスの最適化は極めて困難であり、ミル製作後の設計修正・変更なども多く発生していました。

コンピュータ上で成形プロセスの最適化

NAKATA独自の3次元弾・塑性成形解析システムは、科学的、理論的に成形中の素板の複雑な変形挙動を解明しました。これにより私たちは、独自のロール成形シミュレーションシステムの構築を進め、ロール加圧による素板変形の高精度予測を実現しました。
当システムを用いることにより、成形プロセスを最適化することが可能となりました。

●PC画面 シミュレーションシステム
●PC画面 シミュレーションシステム

理想的な新しい成形方式追求のための「不可欠な技術」

NAKATAは、FEM解析技術をベースにインボリュート曲面ロール(FFロール)を活用した理想的な成形方式を開発しました。
この成形法は単にロールの交換を不要にしただけでなく、外径・板厚・鋼種の影響を抑え、優れた突合せ形状を具現化した画期的なものとなっています。
完成したFFX Millは、X80やN80等のハイグレード管の製造も行っています。

理想的な新しい成形方式追求のための「不可欠な技術」

FEM解析技術のさらなる展開

1)機械設計への支援

FEM成形解析により成形荷重を高い精度でデータ化。そのデータを基に、FEM構造解析を活用して的確な構造体をデザインし、さらにNAKATA独自の工夫を加え、高いミル剛性をもった合理的なクロスビーム構造体を具現化しました。

高いミル剛性をもった合理的なクロスビーム構造体

従来、軸で受けていた成形荷重をクロスビームで受けるとこにより、高いミル剛性を実現。この構造体は全ブレークダウンスタンドに適用され、ユニットの共用性を高めています。

構造体
2)角管成形設備への活用

通常、角管は、丸母管をロールで連続的に角成形して製造するため、多段の設備・ロール群を必要とします。 FEM解析技術を活用することで、ロールキャリバーの兼用化をはかり、ロール交換の半減、あわせて、全段駆動によって駆動推力の強化をはかり、懸案となっていた作業の安定化も実現しました。

角管成形設備への活用

他の従来型ミルの「診断」にも応用可能

NAKATAのFEM解析技術は、他の従来型ミルの製品品質、歩留まりの向上等に大きな成果を上げています。

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NAKATA MFG. CO., LTD.

3-7-6 Tagawa, Yodogawa-ku, Osaka 532-0027, Japan TEL +81-6-6303-1900 FAX +81-6-6303-1905