LS-DYNA平滑粒子流体力学（SPH）を用いた摩擦撹拌接合

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LS-DYNAによる摩擦撹拌接合 平滑粒子流体力学 (SPH)

摩擦攪拌接合(FSW)

• 摩擦攪拌接合（FSW）は、主にアルミニウムとその合金などの金属に高品質の溶接部を形成する固体接合プロセスです。摩擦攪拌接合は、2つのワークピース間の接合部に突入する回転ツールを使用します。
• ツールは熱を発生させ、材料を溶かすことなく軟化させます。ツールが回転すると、軟化した材料が攪拌・混合され、固相接合が形成されます。
• FSWには、最小限の歪み、異種材料の接合能力などの利点があります。
• 航空宇宙産業や自動車産業では、強度と信頼性の高い部品の製造に使用されています。

図1：摩擦圧接プロセス

LS-DYNA 平滑粒子流体力学 (SPH)

• SPH法はラグランジュメッシュを使用しない数値計算手法で、流体力学問題や高速・大変形を含む構造問題など、さまざまな物理現象のシミュレーションに使用できます。
• この手法は、連続体領域を粒子に離散化し、各粒子は質量、速度、その他の関連変数などの特定の特性を持ちます。
• FEM法と同様に、SPH法は保存方程式を解いて速度、圧力、エネルギーを解きます。
• これらの粒子は平滑化関数（SPHカーネル関数）に基づいて相互作用し、隣接する粒子間の影響力の変化率を決定します。

• 以下は、平滑粒子流体力学を利用した摩擦攪拌接合シミュレーションのアニメーションです：

動画1：摩擦攪拌接合結果

動画2：摩擦攪拌接合の時間別温度結果

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