2005 Fiscal Year Annual Research Report
層状試料の押出しによる断面炭素濃度の異なる歯車の成形に関する研究
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16560093
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
沢木 洋三 静岡大学, 工学部, 教授 (30005417)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坂井田 喜久 静岡大学, 工学部, 助教授 (10334955)
吉田 始 静岡大学, 工学部, 助手 (90283340)
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| Keywords | 塑性加工 / 押出し成形 / 歯車 / 有限要素法解析 / 二層試料 / 断面減少率 / 充てん |
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| Research Abstract |
1.有限要素法解析
ダイス内での材料の流動の様子や試料の最適形状(二層試料:試料の組み合わせや寸法,予め浸炭処理を施した試料:試料材質や断面炭素濃度の勾配)をすべて実験で行うことは不可能であるので前年度に引き続き有限要素法解析を試みた.試料を連続的に成形する場合の解析にも成功し,二段充てん法に見られる独特の荷重行程曲線の勾配変化がダイス絞り部の形状変化と密接に関係していることや成形品に見られるバリ状の凹凸もはぼ正確にシミュレート出来る事が明らかにされた.
2.二層試料を用いた歯車の成形
基礎的知見を得るために,前年度に引き続き外径を絞るのみの有限要素法解析を行った.解析されたスリーブ及びコア材の変形後の寸法が解析された事からそれぞれの材料のうけるひずみ及びそのひずみに達するまでの材料が受けた仕事量が計算された.その結果,スリーブ及びコアの仕事量の値が等しくなるように材料の流動が進行することが明らかにされた.
3.浸炭試料を用いた歯車の成形
浸炭試料は断面の硬度分布から外周部をSK3,続いてS45C,内部がS15Cとみなす段階的硬度分布の試料と近似しこれらの材料のn乗硬化式を用いて有限要素法解析に成功した.これにより成形品断面のひずみが解析され,これが断面の硬度分布と良く対応していた.すなわち両者の関係が材料毎に直線で表され,その勾配は炭素濃度の高い表面部ほど大きくなる事などが明らかにされた.
4.日本塑性加工学会技術開発賞受賞
二段充てん法の開発などこれまでの研究実績が認められ,技術開発賞を受賞することが出来た.
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