液相拡散接合におけるインサート金属設計支援システムの構築

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11450275
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 才田 一幸 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (30178470)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森 裕章 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10294026) ; 西本 和俊 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60112017)
• Keywords: 液相拡散接合 / インサート金属 / 合金設計 / 数理計画法 / 多目的最適化 / ニューラルネットワーク / 遺伝的アルゴリズム / 満足化トレードオフ法

Research Abstract

本年度では、液相拡散接合における接合プロセスを通した最適化手法の確立を目的とし、数理計算手法を適用した液相拡散接合プロセスのエキスパートシステムを構築した。液相拡散接合プロセスのエキスパートシステムは3つのメインシステムで構成し、それぞれのメインシステムはさらに複数のモジュールで構成した。実験計画支援システムは、データベースモジュールと実験指定モジュールを有し、液相拡散接合の基礎的知見が得られるように、母材情報から過去の接合事例を検索できるシステムとして構築した。インサート金属合金設計支援システムは、ニューラルネットワークを適用した定式化モジュール、遺伝的アルゴリズムを適用した極値探索モジュール、満足化トレードオフ法を適用した最適化モジュール、実験効率の最適化を達成する実験指定モジュールの4つのモジュールで構成し、接合母材に適したインサート金属の組成を最適化するシステムとして構築した。プロセスパラメータ最適化システムは、インサート金属合金設計支援システムと同様のモジュールで構成し、最適接合条件の選定および安全裕度範囲の検討を行うシステムとして構築した。最後に、炭素鋼S45Cに対してエキスパートシステムを適用し、インサート金属の合金設計およびプロセスパラメータの最適化を行い、最適インサート金属の組成としてNi-4.5Cr-3.3Si-4.5Bを開発するとともに、引張強さと衝撃吸収エネルギーを妥協的に満足する最適接合条件して1425K×7.2ksを得た。また、最適接合条件の安全裕度範囲を評価したところ、接合温度に対して約20K、保持時間に対して約600s程度の裕度を有していることが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] 西本和俊,才田一幸,妙中真: "エキスパートシステムの基本構成,-液相拡散接合のエキスパートシステム(第1報)-"溶接学会全国大会講演概要. 67. 320-321 (2000)
• [Publications] 西本和俊,才田一幸,妙中真: "エキスパートシステムを用いた炭素鋼の液相拡散接合の最適化,-液相拡散接合のエキスパートシステム(第2報)-"溶接学会全国大会講演概要. 67. 322-323 (2000)
• [Publications] 西本和俊,才田一幸,妙中真: "液相拡散接合の先進的エキスパートシステムの構築"溶接学会界面接合研究委員会資料. IJ-14-2000. (2000)