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衝突力測定法による高速水噴流の特性評価

研究課題

研究課題/領域番号 07555333
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分試験
研究分野 資源開発工学
研究機関熊本大学

研究代表者

菅原 勝彦  熊本大学, 工学部, 教授 (60109668)

研究分担者 尾原 祐三  熊本大学, 工学部, 助教授 (50135315)
岡村 宏  熊本大学, 工学部, 教授 (40040373)
研究期間 (年度) 1995 – 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
配分額 *注記
3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
1996年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
1995年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
キーワードウォータージェット / アブレシブジェット / 衝突力測定 / 送り切削 / 噴流速度 / 壊食速度 / ォータージェット / 壊食効果 / 入射速度
研究概要

ウォータージェットは細い噴流であるが、単位面積当たりの加工エネルギーが極めて大きいことから、固体材料の加工などへの応用研究が活発である。様々な基礎・応用研究の進展に伴い材料の切削機構も次第に明らかになりつつあるが、定量的には未解明な点が多く残されている。
ウォータージェット技術をより高度なものにするためには、ウォータージェットやアブレシブジェットの衝突による固体の衝撃的破壊のメカニズムの解明が基本的に重要であり、固体表面に実際に入射する噴流の構造の定量化が緊急の課題となっている。
本研究は、衝突力測定による噴流構造の定量化法を確立するとともに、それらをウォータージェットおよびアブレシブジェットの分析に適用し、ウォータージェットの入射速度とみかけ密度の評価、壊食の噴流速度依存性、送り切削のモデリング、およびアブレシブジェットの流動測定と壊食作用について検討した。得られた結果を要約すると以下のようである。
1)円筒連続水噴流を平滑なターゲットの表面に垂直に衝突させた場合の衝突力を分析し、その時間平均から運動量の法則に従って入射速度を算出すれば、噴流速度に対する飛翔距離の影響および空中衝撃波発生の影響などの検出が可能となる。
2)表面近くの壊食速度はウォータージェットの入射速度の6乗則にに従うことを明らかにした。
3)岩質材料の送り切削深さの予想計算式を、ノズルの口径、吐出圧力、ノズルの送り速度、よどみ圧の減衰特性値および材料定数としての基準壊食圧力の関数として求めた。
4)研磨材添加水噴流の衝突による表面壊食速度は研磨材と被衝突物の破壊機構に強く依存していること明らかにした。

報告書

(3件)
  • 1996 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (14件)

  • [文献書誌] 竹原孝・菅原勝彦: "衝突力測定による高速水噴流の入射速度とみかけ密度の評価" 資源と素材. 111巻. 457-463 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 竹原孝・菅原勝彦: "高速水噴流の衝突による壊食の噴流速度依存性" 資源と素材. 111巻. 925-930 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 竹原孝・菅原勝彦: "高速水噴流による送り切削のモデリングと考察" 資源と素材. 112巻. 153-160 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 竹原孝・菅原勝彦: "研磨材添加水噴流の流動特性と壊食作用" 資源と素材. 112巻. 707-713 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takashi TAKEHARA and Katsuhiko SUGAWARA: "Estimation of Incident Velocity and Apparent Density of Water Jets by means of Impact Force Measurement." J.of The Mining and Materials Processing Institute in Japan. vol.111. 457-463 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takashi TAKEHARA and Katsuhiko SUGAWARA: "Velocity Dependance of The Erosion by Water Jet Impingement." J.of The Mining and Materials Processing Institute in Japan. vol.111. 925-930 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takashi TAKEHARA and Katsuhiko SUGAWARA: "A Modelling of Slot Cutting with Water Jets and Consideration." J.of The Mining and Materials Processing Institute in Japan. vo.112. 153-160 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takashi TAKEHARA and Katsuhiko SUGAWARA: "Flow Characteristics and Erosive Action of Abrasive Jet." J.of The Mining and Materials Processing Institute in Japan. vo.112. 707-713 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 竹原孝・菅原勝彦: "衝突力測定による高速水噴流の入射速度とみかけ密度の評価" 資源と素材. 111巻. 457-463 (1995)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 竹原孝・菅原勝彦: "高速水噴流の衝突による壊食噴の流速度依存性" 資源と素材. 111巻. 925-930 (1995)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 竹原孝・菅原勝彦: "高速水噴流による送り切削のモデリングと考察" 資源と素材. 112巻. 153-160 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 竹原孝・菅原勝彦: "研磨材添加水噴流の流動特性と壊食作用" 資源と素材. 112巻. 707-713 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 竹原孝,菅原勝彦: "衝突力測定による高速水噴流の入射速度とみかけ密度の評価" 資源と素材. 111. 457-463 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 竹原孝,菅原勝彦: "高速水噴流の衝突による壊食の噴流速度依存性" 資源と素材. 111. 925-930 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書

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公開日: 1995-04-01   更新日: 2016-04-21  

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