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スポット摩擦撹拌接合法の熱的最適化に関する研究

Research Project

Project/Area Number 17656074
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Thermal engineering
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

富村 寿夫  九州大学, 先導物質化学研究所, 助教授 (70136563)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山城 光  九州大学, 先導物質化学研究所, 助手 (70239995)
Project Period (FY) 2005 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Keywords接合 / 動摩擦 / 熱工学 / 材料加工・処理 / 塑性流動
Research Abstract

平成18年度は、前年度の研究成果をもとに、実験および対応する系に関する数値解析を実施し、これまでに明らかにされていなかった数多くの有用な知見を得ることができた。
実験では、接合材料として、アルミニウム合金A7075、銅、ステンレス鋼SUS304、工業用純アルミニウムA1100、ニッケルを使用した。また、回転ツールはMo系溶解ハイス製であり、その先端形状を半径95mmおよび75mmの球面状に加工した。実験前後には、粗さ測定器により、ツール先端部と材料表面の粗さと形状の測定を行った。数値解析に関しては、Excelの表計算機能を応用した視覚支援型の新しいシミュレーション手法を開発し、ネットワーク法を適用した一連の数値解析を行った。以上の結果、スポット摩擦攪拌接合法の熱的最適化において重要な有効動摩擦係数に関して、以下の知見が得られた。
1.アルミニウム合金A7075の有効動摩擦係数は、第一近似として0.20〜0.30程度である。この場合、回転ツールの周辺部に接合材料A7075の付着が確認された。
2.銅の有効動摩擦係数は、第一近似として0.30〜0.40程度である。この場合、回転ツールへの接合材料の付着は見られず、材料表面にはクレーター状の痕跡が確認された。
3.ステンレス鋼SUS304の有効動摩擦係数は、第一近似として0.30〜0.50程度である。この場合、A7075と異なり、回転ツールの中心部に接合材料SUS304の付着が確認された。
4.工業用純アルミニウムA1100の有効動摩擦係数は、第一近似として1.0程度である。
5.ニッケルの有効動摩擦係数は、第一近似として0.90程度である。
6.本実験条件下では、有効動摩擦係数に及ぼす回転ツールの回転数、先端形状および押し付け荷重の影響はほとんど見られない。

Report

(2 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2006 2005

All Journal Article (9 results)

  • [Journal Article] スポット摩擦撹拌接合における材料の温度場形成に及ぼすツール形状の影響2006

    • Author(s)
      富村寿夫 et al.
    • Journal Title

      第43回日本伝熱シンポジウム講演論文集 Vol. I

      Pages: 123-124

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 回転ロッドとアルミ合金A7075との間の有効動摩擦係数に及ぼす回転数と摩擦圧力の影響2006

    • Author(s)
      沖田幸二 et al.
    • Journal Title

      溶接学会 九州支部講演論文集 第3号

      Pages: 45-48

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Measurement of Effective Dynamic Coefficient of Friction between Rotating Rod and Aluminum Alloy A70752006

    • Author(s)
      T.Tomimura et al.
    • Journal Title

      Proc. of 2006 Korea-Japan Joint Symposium on Microjoining Technology

      Pages: 61-66

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] スポット摩擦撹拌接合における熱移動プロセスの理論的研究2006

    • Author(s)
      富村寿夫 et al.
    • Journal Title

      化学工学会 第38回秋季大会 研究発表講演要旨集 第1巻

      Pages: 68-68

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 回転ロッドと銅板との間の有効動摩擦係数に及ほすロッド形状の影響(赤外線放射温度計による温度場の計測と有効動摩擦係数の評価)2006

    • Author(s)
      富村寿夫 et al.
    • Journal Title

      可視化情報 Vol. 26 No. 2

      Pages: 161-164

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Experimental Evaluation of Apparent Dynamic Coefficient of Friction between Rotating Rod and Metal Plate2006

    • Author(s)
      T.Tomimura et al.
    • Journal Title

      Proc. of Materials Science and Technology (MS&T) 2006 Vol. 2

      Pages: 451-462

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] スポット摩擦攪拌接合におけるツールと材料間の動摩擦係数(各種材料の非定常温度変化の測定)2006

    • Author(s)
      沖田幸二 et al.
    • Journal Title

      日本機械学会九州支部第59期総会講演会論文集 (印刷中)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] スポット摩擦攪拌接合における材料の温度場形成に及ぼすツール形状の影響2006

    • Author(s)
      富村寿夫 et al.
    • Journal Title

      第43回日本伝熱シンポジウム講演論文集 (印刷中)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] スポット摩擦攪拌接合法に関する理論的研究(ツールと材料間の接触面温度と系各部への蓄熱量の検討)2005

    • Author(s)
      富村寿夫 et al.
    • Journal Title

      溶接学会 九州支部講演論文集 第2号

      Pages: 82-90

    • Related Report
      2005 Annual Research Report

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Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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