スクイズ鋳造法による繊維強化鋳造品の鋳造シミュレ-ション

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02452239
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 大中 逸雄 大阪大学, 工学部, 教授 (00029092)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 安田 秀幸 大阪大学, 工学部, 助手 (60239762) ; 山内 勇 大阪大学, 工学部, 助教授 (60029189)
• Keywords: スクイズ鋳造法 / 繊維強化材料 / 溶湯流動 / コンピュ-タシミュレ-ション

Research Abstract

鋳型に透明ガラスを使用し、局所的にプリフォ-ムを配置した板状鋳型中に、溶湯の代りに水および水銀をガス加圧により注入し、液体の流動現象をCCDカメラとビデオレコ-ダを利用して撮影し、調べた。その結果、プリフォ-ムの透過率によって流れは変化し、透過率が大きいほど、当然のことながら、液面上昇と同時にプリフォ-ム中に浸透していくが、ある程度透過率が大きくなると、プリフォ-ムが液体で覆われ、内部のガス抜きが重要になることが明らかになった。このような流動現象の詳細はプリフォ-ムと液体の濡れによっても変化するものの概略のところは似ていることが分った。なお、プリフォ-ムの透過率は空気および水銀を流して測定した。
このような流動現象のうち、まずプリフォ-ムがなく、自由液面を持つ流動現象をシミュレ-トできるソフトウェアを開発し、実験と良く一致することを確かめ、現在プリフォ-ムが存在する場合に適用できるよう改良中である。そして、今の所、ある程度上記の実験結果を説明できそうであり、見通しは明るい。
さらに、アルミニュ-ム溶湯で同様の実験を行うため予備実験を行ったが、プリフォ-ム中への溶湯の浸透を定量的に測定するには、湯流れセンサ-の設置などが必要であることが分った。この実験に関しては当初の計画より、多少遅れているが、今後溶融アルミニュ-ムを用いた流動現象の観察とシミュレ-ションとの比較、強化繊維との反応、凝固組織などを調べる予定である。

Research Products

• [Publications] 大政 光史,大中 逸雄: "直接差分法による湯流れシミュレ-ション" 鋳物協会誌. 63. 817-822 (1991)
• [Publications] 大政 光史,大中 逸雄: "低圧鋳造による湯流れの水モデル実験と数値解析" 鋳物協会誌. 63. 883-888 (1991)
• [Publications] 大政 光史,大中 逸雄: "低圧鋳造における溶融アルミニウム、水銀および水の鋳型充てん時の流れ挙動の比較" 鋳物協会誌. 64. 167-172 (1992)