2015 Fiscal Year Research-status Report
新しい摩擦法則に基づく冷間鍛造用摩擦試験体系の再構築
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15K05717
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
王 志剛 岐阜大学, 工学部, 教授 (30244510)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 塑性加工 / トライボロジー / 摩擦法則 / 鍛造加工 / 摩擦試験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
塑性加工の数値シミュレーション技術は、いまでは新しい加工法の開発、生産現場の技術改善等あらゆる場面において不可欠な道具となっている。この数値シミュレーションの解析精度を上げるために、解析に必要な被加工材の構成式に関しては精力的な研究が積み重ね、精緻な域に達しつつある。一方、解析に必要なもう一つの関係式である、被加工材と金型間の摩擦法則に関しては、面圧の低い領域ではクーロンの法則、面圧の高い領域では摩擦せん断応力一定則が一般的に使われており、それぞれの法則の適用可能な面圧範囲は不明確であり、摩擦係数と摩擦せん断係数の関係も判然としない。このことは、圧延、鍛造加工のような接触界面の面圧が大きく変動し得る加工法の数値解析にとって大きな障害となっている。
研究代表者が提案した摩擦法則では、クーロンの法則の適用可能限界面圧が理論式で提示されており、低面圧域における摩擦係数を計測しておけば、高面圧域での摩擦が予測可能となる。摩擦法則の形も極めてシンプルで数値シミュレーション解析コードへの導入も簡便である。この新しい摩擦法則を広く使って頂くために、多用されているリング圧縮試験法などの校正線図を作成し、その有効性を検証しておくことは極めて重要である。
平成27年度の研究では、この新しい摩擦法則を鍛造加工ＣＡＥソフトＤＥＦＯＲＭのユーザーサブルーチンに組み込んだ。計測値である摩擦係数は温度、表面積拡大等の摩擦条件因子の関数とした。摩擦法則は加工硬化材、予ひずみをもつ材料に適用可能な形にした。
また、据込み、後方押出しの解析を行い、当該サブルーチンが正常に機能することを確認した。これより、すべての鍛造加工の様式に対応できることを確認した。さらに円板の圧縮実験を行い、当該摩擦法則の有効性を確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ほぼ予定通り進捗している。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初計画の通り、各種摩擦試験の校正線図の作成、各種潤滑条件下における摩擦係数の計測を行う予定である。
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