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スクイズ鋳造法による繊維強化鋳造品の鋳造シミュレーション

研究課題

研究課題/領域番号 02452239
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 金属加工
研究機関大阪大学

研究代表者

大中 逸雄  大阪大学, 工学部, 教授 (00029092)

研究分担者 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)
竹田 真帆人  大阪大学, 工学部, 助手 (30188198)
研究期間 (年度) 1990 – 1992
研究課題ステータス 完了 (1992年度)
配分額 *注記
6,900千円 (直接経費: 6,900千円)
1992年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1991年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
1990年度: 5,300千円 (直接経費: 5,300千円)
キーワードスクイズ鋳造 / 繊維強化鋳造 / コンピュータシミュレーション / 流動 / 湯流れ / スクイズ鋳造法 / 繊維強化鋳造品 / 繊維強化材料 / 溶湯流動 / コンピュ-タシミュレ-ション / 繊維強化複合材料 / アルミニウム合金 / 流動解析 / 凝固解析 / プリフォ-ム
研究概要

スクイズ鋳造法は、金属基繊維強化複合材料の製造方法として最も経済的で、将来有望と考えられている。本研究の最終目的は、この鋳造プロセスのコンピュータシミュレーションソフトウエアを開発することであり、複合材料鋳造品の開発時間とコストを短縮するのに役立つものである。主な研究成果は以下の通りである:
(1)CCDカメラにより、耐熱ガラスを通して、金型中の流動現象を直接観察することができた。その結果、対称な金型形状であっても、流動は対称とはならず、シリンダ部やゲイトでの流れが、キャビテイでの流れに大きく影響すること、鋳型温度が低く、湯流れ中に凝固が生じると、流動は予想とはかなり異なることなどが明らかになった。
(2)局所的にプリフォームを配置した透明鋳型を使用して、水、ワックス、水銀等を、低圧鋳造方式で注湯し、鋳型を充満する様子を直接観察した。ガス抜き位置は重要で、充満挙動に大きく影響することが明らかになった。また、流体密度と粘性により最終充満位置が変化することなどが明らかになった。
(3)プリフォーム中ではダルシー流れ、その他では層流を仮定した流動シミュレーションプログラムを開発し、観察結果と比較し、上記のような実験結果を良くシミュレートできることが分かった。
(4)アルミニューム合金を使用し、繊維との反応、凝固組織を調べる予定であったが、プリフォームの加熱が容易ではなく、湯回り不良が生じ、あるいはプリフォームと鋳型の隙間を溶湯が流れてしまい、健全な製品ができなかったため、遅れている。また、湯流れ中の温度測定も容易ではない。これは冷却速度が非常に早いためである。これらの研究は、さらに継続して行う予定である。

報告書

(4件)
  • 1992 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1991 実績報告書
  • 1990 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (23件)

  • [文献書誌] I.OHNAKA: "Comparison of Measured and Simulated Fluid Flow in Low Pressure Die Casting" Modeling of Casting.Welding and Adranced Solidification Processes,V,ed by M.Rappaz et al.783-788 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 大政 光史: "直接差分法による湯流れシミュレーション法" 鋳物. 63. 817-822 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 大政 光史: "低圧鋳造における湯流れの水モデル実験と数値解析" 63. 883-888 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.OHNAKA: "Computer Simulation of Mold Filling(I:Algorithm)" Proc of Modeling of Casting and Solidification Processes 1991.ed by C.P.Hong et al.125-131 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 大政 光史: "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. 64. 167-172 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 大中 逸雄: "局所繊維強化鋳造法における湯流れシミュレーション" 日本金属学会講演概要. 207-207 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Ohnaka, M.Ohmasa and T.Takeuchi: "Comparison of Measured and Simulated Fluid Flow in Low Pressure Die Casting" Modeling of Casting, Welding and Advanced Solidification Processes, V,ed by M.Rappazet al.783-788 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Ohamsa and I.Ohnaka: "Computer Simulation of Mold Filling by Direct Finite Difference Method" The Journal of the Japan Foundrymen's Society. 63. 817-822 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Ohmasa and I.Ohnaka: "Comparison of Measured and Simulated Water Flow in Low Pressure Die Casting" The Journal of the Japan Foundrymen's Society. 63. 883-888 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Ohnaka and M.Ohmasa: "Computer Simulation of Mold Filling(I:Algorithm)" Proc. of Modeling of Casting and Solidification Processes, 1991, ed by C.P.Hong et al.125-131 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Ohmasa and I.Ohnaka: "Computer Simulation of Mold Filling (II:experiments and comparison)" Proc. of Modeling of Casting and Solidification Processes, 1991, ed by C.P.Hong et al.133-138 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Ohmasa and I.Ohnaka: "Comparison of Flow Behavior during Mold Filling of Molten Aluminum, Mercury and Water in Low Pressure Die Casting" The Journal of the Japan Foundrymen's Society. 64. 167-172 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Ohnaka: "Computer Simulation of Mold Filling in Partially Fiber-Reinforced Casting" The Japan Institute of Metals. 207-207 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.OHNAKA: "Comparison of Measured and Simulated Fluid Flos in Low Pressure Die Casting" Modeling of Costing,Welding and Advanced Solidification Prousses,V, ed,by M.Rappaz et al.783-788 (1991)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 大政 光史: "直接差分法による湯流れシミュレーション法" 鋳物. 63. 817-822 (1991)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 大政 光史: "低圧鋳造における湯流れの水モデル実験と数値解析" 鋳物. 63. 883-888 (1991)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] I.OHNAKA: "Computer Simulation of Mold Filling (I:Algorithm)" Proc.of Modeling of Casting and Solidification Processes 1991,ed.by C.P.Mong et al.125-131 (1991)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 大政 光史: "低圧鋳造における溶融アルミニウム,水銀および水の鋳電光てん時の流れ等動の比較" 鋳物. 64. 167-172 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 大中 逸雄: "局所繊維強化鋳造法における湯流れシミュレーション" 日本金属学会講演概要. 207-207 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] I.OHNAKA,M.OHMASA,and T.TAKEUCHI: "Comparison of Measured and Simulated Fluid Flow in Low Pressure Die Casting.Modeling of Casting,Welding and Advanced Solidification Processes," ed.by M.Rappaz et.al.TMS.U.S.A, 6 (1991)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書

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公開日: 1990-04-01   更新日: 2016-04-21  

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