2004 Fiscal Year Annual Research Report
Friction Stir Welding(摩擦攪拌接合)法の熱工学的研究
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15560184
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| Research Institution | KYUSHU UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
富村 寿夫 九州大学, 先導物質化学研究所, 助教授 (70136563)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
張 興 九州大学, 先導物質化学研究所, 助教授 (40236823)
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| Keywords | 摩擦攪拌接合 / 摩擦発熱 / 固相接合 / 動摩擦係数 / アルミニウム合金 / 突合せ継手 / 重ね継手 |
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| Research Abstract |
本研究課題の最終年度にあたる本年度は、昨年度の研究成果をもとに、実験および理論解析に関し以下の研究を実施した。
実験に関しては、純アルミニウムA1100、アルミニウム合金A7075および銅などの接合材料に関し、ツール形状、回転数、押し付け圧力を変えた一連の非定常熱移動実験を実施し、ツールと材料との間の動摩擦係数の評価に必要な基礎データを蓄積するとともにそれらの解析を行った。また回転ツールに並進運動が加わった場合の材料の表面側と裏面側の非定常温度測定を行った。その際、材料の表面側温度は貼付型温度センサーで、表面側温度は放射温度計で、また材料内部の温度はシース型熱電対によって計測し、それらの出力はデータアクイジション装置により自動収録した。本研究では、ツールと材料との間の動摩擦係数を、接合材料に作用するトルク計測の観点からも評価した。すなわち、加重変換器を埋め込んだ接合材料保持用のブロックを高剛性クロスローラーベアリング上に設置し、材料に作用するトルクを計測するとともに、予め検定しておいた押付け加重とから動摩擦係数を評価した。
理論解析に関しては、昨年度開発したExcelの表計算機能を応用した非定常数値解析法をさらに発展させ、上記の実験に対応する系の数値解析を行った。さらに、アルミニウム、銅、ニッケルなどの接合材料に関する一連のExcel数値解析を行い、接合材料温度の無次元化整理式を提案した。
以上の結果、これまでに明らかにされていなかったツールと接合材料の間の動摩擦係数の値を明確にするとともに、測定の容易な摩擦圧力、ツール回転数、加熱時間のもとで材料裏面側の非定常温度変化を測定すれば、接合材料温度の無次元化整理式を用いて各種接合材料に関する動摩擦係数の評価が可能であることを示すなど数多くの知見が得られた。
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Research Products
(4 results)
