サスペンションメンバーの変形量を解析した結果。計算速度を最大12倍高速化した
サスペンションメンバーの変形量を解析した結果。計算速度を最大12倍高速化した
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スポット溶接で、短い間隔のスポットを打つ最適条件をシミュレーションで解析した結果。電極の圧力や電流量を調節することで溶接できることが分かった
スポット溶接で、短い間隔のスポットを打つ最適条件をシミュレーションで解析した結果。電極の圧力や電流量を調節することで溶接できることが分かった
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柴原氏の開発した計算モデルを使うことで、斜め方向の溶接でも強度を保ったスポット溶接が可能になる
柴原氏の開発した計算モデルを使うことで、斜め方向の溶接でも強度を保ったスポット溶接が可能になる
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 トヨタ自動車と日産自動車は、大阪府立大学と共同で、部品の溶接工程の準備にかかるコストを大幅に削減する技術を開発した。溶接時に熱で生じる鋼板のひずみや変形量をコンピュータで事前にシミュレーションすることで、試作工程を減らせる。両社は2018年にも量産車の生産ライン構築に適用する見込みだ。

 トヨタは今回のシミュレーション技術をアーク溶接の条件検討に適用して、サスペンションメンバーなど骨格部品の熱変形量を解析する。複数の部品を組み合わせてアーク溶接する際、立体的な熱変形量を正確に予測することで溶接する順番や治具で固定する箇所などを適正化できる。

 例えば部品同士を溶接する際、溶接作業の順番を誤ると部品の変形によって目的の箇所を溶接できなくなる恐れがある。シミュレーション技術を使えば「フロント・サスペンション・メンバーのロアパネル溶接では、部品全体のひずみを抑制するように溶接順番を変えて溶接する」といった判断が可能になる。

 従来手法では、フロント・サスペンションなど立体的な形状や複数箇所の溶接シミュレーションだけでも膨大な計算リソースが必要で、計算に数週間の期間がかかっていた。今回の手法を使えばサスペンションメンバーの計算時間を最大1/12に削減できる。大きな部品であれば100倍以上の高速化が期待できるといい、これまでは難しかったピックアップトラックのような大きなフレームに対しても溶接作業の最適化が期待できる。トヨタ自動車の担当者は「今回の技術を積極的に導入し、生産工程だけでなく製品設計にも適用していきたい」と述べる。同社は2017~2018年にかけてプログラムの調整を進め、生産工程への実用化を目指す見込みだ。