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X線吸収・回折を利用した動的凝固界面現象のミクロ・マクロ直接観察と凝固機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 11305054
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 金属生産工学
研究機関大阪大学

研究代表者

大中 逸雄  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00029092)

研究分担者 川崎 宏一  新居浜工業高等専門学校, 数理科, 教授 (70290814)
安田 秀幸  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60239762)
朱 金東  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50243176)
研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
38,300千円 (直接経費: 37,700千円、間接経費: 600千円)
2001年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2000年度: 13,700千円 (直接経費: 13,700千円)
1999年度: 22,000千円 (直接経費: 22,000千円)
キーワード鋳造欠陥 / 組織予測 / 直接観察 / X線透過法 / 欠陥予測 / コンピューターシミュレーション / コンピューターシュミレーション
研究概要

1.鋳造シミュレーション技術の開発
溶湯の鋳型内での湯流れをシミュレートするための手法について従来法の問題点とその問題点を克服でき、かつ鋳造シミュレーションと実用的な計算時間内で精度のよい評価が可能な手法について開発を引き続き行った。その結果、本研究ではこれまで行ってきた直交要素の特徴を維持し、かつ、非直交要素の柔軟な形状の再現性を取り入れた手法を開発した。この手法により曲面部分を含んだ鋳物形状でも少ない要素数で流動計算が可能であることが明らかになった。さらに、2次元計算から複雑な鋳造条件を満足する3次元への拡張を行い、3次元の複雑形状の鋳造物にも十分適用できることを確認した。X線透過実験の結果と数値計算結果を比較することにより数値計算の妥当性の検討も行うことが可能になった。
2.直接観察手法
マイクロフォーカスX線および放射光を利用して行い、Al合金のポロシティ生成の直接観察を行い、ポロシティ生成温度、頻度などの定量的なデータを得た。酸化物の巻き込み・核生成サイトを考慮したシミュレーションの開発を行い、ポロシティ欠陥予測のシミュレーションを発展させた。さらに、Sn合金系におけるデンドライト成長のその場観察が可能であることを明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (66件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (66件)

  • [文献書誌] J.D Zhu: "A Practical Algorithm for Two Dimensional Computer Simulation of Mold Filling by Using Orthoonal-Nonorthogonal-Mixed Element"Proc. of Modeling of Casting and Solidification Processes IV. 149-157 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Yasuda: "Modeling of Faceted Growth for Microstructure Formation"Proc. of Modeling of Casting and Solidification Processes IV. 117-124 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kashiwai: "Effects of Meshing and Viscosity on Mold Filling Simulation"Proc. of Modeling of Casting and Solidification Processes IV. 169-176 (1999)

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  • [文献書誌] Y.Nagasaka: "Knowledge Management Tool for Casting Design Based on Activity Model"Proc. of Modeling of Casting and Solidification Processes IV. 411-418 (1999)

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  • [文献書誌] Hideyuki Yasuda: "Peritectic Solidification"Oxford Kobe Seminars the Second Oxford Kobe Materials Seminar : Solidification and Casting. 59-67 (1999)

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  • [文献書誌] Itsuo Ohnaka: "Inovative Computer Simulation of Casting"Cutting Edge of Computer Simulation of Solidification and Casting. 217-224 (1999)

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  • [文献書誌] H.Yasuda: "Periodic Structure during unidirectional solidification for peritectic Cd-Snalloys"J. of Crystal Growth. 210. 637-645 (2000)

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  • [文献書誌] I.Ohnaka: "Modeling of fluid-particles two-phase flow"Proc. of Modeling of Casting and Solidification Processes IX. 183-190 (2000)

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  • [文献書誌] Shigeo Kashiwai: "Effects of Viscosity and solidification on Mold Filling Behavior"Proc. of Modeling of Casting and Solidification Processes IX. 326-333 (2000)

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  • [文献書誌] Jindong Zhu: "A New Simulation Method of Mold Filling by Using Regular and Irregular-Mixed Elements"Proc. of Modeling of Casting and Solidification Processes IX. 428-435 (2000)

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  • [文献書誌] 朱 金東: "消失模型鋳造法における棒状アルミニウム鋳物の湯流れ挙動観察"鋳造工学. 72. 715-719 (2000)

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  • [文献書誌] 長坂悦敬: "鋳造品の形状特徴抽出法に関する基礎的検討"鋳造工学. 72. 703-708 (2000)

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  • [文献書誌] I.Ohnaka: "Computer Simulation of Casting-Recent Development-"2nd Int. Conf. on Proc. Mat. for Properties. 1043-1048 (2000)

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  • [文献書誌] H.Yasuda: "Effect of Magnetic Field on Periodic Structure Formation in Pb-Bi and Sn-Cd Alloys"Mater. Trans., JIM. 41. 1005-1012 (2000)

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  • [文献書誌] Hideyuki Yasuda: "Eutectic solidification of the Al2O3-Y2O3 Ceramics Systems"Proc. of the Merton C. Flemings Symposium on solidification and materials processing. 171-176 (2000)

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  • [文献書誌] I.Ohnaka: "Casting and Solidification Simulation Based on Direct Finite Difference Method"Proc. of the Int. Conf. on the Science of Casting and solidification. 91-99 (2001)

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  • [文献書誌] Itsuo Ohnaka: "Contribution and Development of Computer Simulation in Foundry Industry"Proc. of the 7th Asian Foundry Congres. 1-11 (2001)

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  • [文献書誌] Jun Iwane: "Solidification Simulation of Spheroidal Graphite Cast Iron with Consideration of Graphite Growth"Proc. of the 7th Asian Foundry Congres. 363-369 (2001)

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  • [文献書誌] Yukiko Sako: "Modeling of oxides entrapment during mold filling of Al-alloy castings"Proc. of the 7th Asian Foundry Congres. 363-369 (2001)

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  • [文献書誌] 柏井茂雄: "AC4C合金板状鋳物の湯流れ及び流動停止の数値予測"鋳造工学. 592-597 (2001)

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  • [文献書誌] Yoshiki Mizutani: "Synthesis of Al2O3-YAG eutectic Solidification by Using Phase Selection"Proc. 4th Pacific Rim Int. Conf. on Advanced Mat. & Processing (PRICM4). 2379-2382 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.D Zhu: "Modeling of Mold Filling for Gating systems with Filters"Proc. of the 5th Pacific Rim International Conference on Modeling of Casting and Solidification Processes. (in press). (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.-M.Wang: "A Regular-Irregular Mixed Meshing Method for Solidification Simulation of Castings"Proc. of the 5th Pacific Rim International Conference on Modeling of Casting and Solidification Processes. (in press). (2002)

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  • [文献書誌] A.Kimatsuka: "Mold Filling Simulation with Consideration of Gas Escape through Sand Mold"Proc. of the 5th Pacific Rim International Conference on Modeling of Casting. (in press). (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.-M.Wang: "A Novel CAMC Model for the Prediction of Solidification Grain Structures"Proc. of the 5th Pacific Rim International Conference on Modeling of Casting. (in press). (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.-D.Zhao: "Macro Porosity Prediction of SG Iron Castings with Considering Microstructure Formation"Proc. of the 5th Pacific Rim International Conference on Modeling of Casting. (in press). (2002)

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  • [文献書誌] 水谷予志生: "Al2O3-YAG系急冷凝固における協調成長領域"日本金属学会誌. 9-15 (2002)

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  • [文献書誌] J.D.Zhu, I.Ohnaka and Y.Ageta: "A Practical Algorithm for Two Dimensiorial Computer Simulation of Mold Filling by Using Orthogonal-Nonorthogonal-Mixed Element"Proc.of Modeling of Casting and Solidification Processes. IV. 149-157 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Yasuda and I. Ohnaka: "Modeling of Faceted Growth for Microstructure Formation"Proc of Modeling of Casting and Solidification Processes. IV. 117-124 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Kashiwai (Hyogo Prefectural Institute of Industrial Research) and I.Ohnaka: "Effects of Meshing and Viscosity on Mold-Fining Simulation"Proc. of Modeling of Casting and Solidification Processes. IV. 169-176 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Nagasaka (Osaka Sangyo Univ.), I.Ohnaka and T. Murakami: "Knowledge Management Tool for Casting. Design Based on Activity Model"Proc. of Modeling of Casting and Solidification Processes. IV. 411-418 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hideyuki Yasuda, Itsuo Ohnaka, Kentaro Tokieda and Naohiro Notake: "Peritectic Solidification"Oxford Kobe Seminars the Second Oxford Kobe Materials Seminar : Solidification and Casting. 59-67 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Itsuo Ohnaka: "Inovative Computer Simulation of Casting"Cutting Edge of Computer Simulation of Solidification and Casting. 217-224 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Yasuda, Naohiro Notake, Kentaro Tokieda and Itsuo OhnaKa: "Periodic Structure during unidirectional solidification for pertectic Cd-Snalloys"J. of Crystal Growth. 210. 637-645 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I. Ohnaka, Q. Y. Xiang, J. D. Zhu and H. Ohnaka: "Modeling of Fluid-particles two-phase flow"Proc. of Modeling of Casting and Solidification Processes. IX. 183-190 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shigeo Kashiwai, Jindong Zhu and Itsuo Ohnaka: "Effects of Viscosity and solidification on Mold Filling Behavior"Proc. of Modeling of Casting and Solidification Processes. IX. 326-333 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Jindong Zhu and Itsuo Ohnaka: "A new Simulation method of Mold Filling by Using Regular and Irregular-MixedElements"Proc. of Modeling of Casting and Solidification Processes. IX. 428-435 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.D.Zhu, I. Ohnaka, T. Ohmichi, K. Mineshita, Y. Yoshioka: "Observations of Mold Filling Behavior of Aluminum Bar Castings Cast by LostFoam Casting Process"Journal of Japan Foundiy Engineering Society. 72. 11, 715-719 (2000)

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  • [文献書誌] Y. Nagasaka, I. Ohnaka, T. Murakami: "Fundamental Research on Geometry Extracting Method of Castings"Journal of Japan Foundry Engineering Society. 72. 703-708 (2000)

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  • [文献書誌] I.Ohnaka, J.D.Zhu, T. Ohmichi, S. Kashiwai and H.Yasuda: "Computer Simulation of Casting-Recent Development -"2nd Int. Conf. on Proc. Mat. for Properties, Ed. B. Mishra & C. Yamauchi, TMS, 2000, San Francisco. 1043-1048

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Yasuda, K.Tokieda, I.Ohnaka: "Effect of Magnetic Field on Periodic Structure Formation in Pb-Bi and Sn-Cd Alloys"Mater. Trans., JIM. Vol. 41. 1005-1012 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hideyuki Yasuda, Itsuo Ohnaka, Yoshiki Mizutani, Yoshiharu: "Eutectic solidification of the Al2O3-Y2O3 Ceramics Systems"Proc. of the Merton C. Flemings Symposium on solidification and materials processing, TMS. 171-176 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I. Ohnaka and J. D. Zhu: "Casting and Solidification Simulation Based on Direct Finite Difference Method"Proc. of the Int. Conf. on the Science of Casting and Solidification. 91-99 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Itsuo Ohnaka: "Contribution and Development of Computer Simulation in Foundry Industry"Proc. of the 7th Asian Foundry Congress. 1-11 (2001)

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  • [文献書誌] Jun Iwane, Itsuo Ohnaka, Jindong Zhu and Hideyuki Yasuda: "Solidification Simulation of Spheroidal Graphite Cast Iron with Consideration of Graphite Growth"Proc. of the 7th Asian Foundry Congress. 101-108 (2001)

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  • [文献書誌] Yukiko Sako, Itsuo Ohnaka, Jindong Zhu and Hideyuki Yasuda: "Modeling of oxides entrapment during mold filling of Al-alloy castings"Proc. of the 7th Asian Foundry Congress. 363-369 (2001)

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  • [文献書誌] S. Kashiwai, J.D.Zhu, I. Ohnaka: "Nemerical Prediction of Mold Filling and Misrun of AC4C Plate Castings"Journal of Japan Foundry Engineering Society. 73. 592-597 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshiki Mizutani, Hideyuki Yasuda, Itsuo Ohnaka and Yoshiharu Waku: "Synthesis of Al2O3-YAG eutectic Solidification by Using Phase Selection"Proc. The 4th Pacific Rim Int. Conf. on Advanced Mat. & Processing (PRICM4). 2379-2382 (2001)

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  • [文献書誌] J.D. Zhu, I. Ohnaka, A. Sugiyama, T.Ohmichi and Y.Ogino: "Modeling of Mold Filling for Gating Systems with Filters"Proc. of the 5th Pacific Rim International Conference on Modeling of Casting and Solidification Processes. (in press). (2002)

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  • [文献書誌] T.-M. Wang, I. Ohnaka, J.-D. Zhu, F. Kinoshita and T-Murakami: "A Regular-Irregular Mixed MeshingMethod for Solidification Simulation of Castings"Proc. of the 5th Pacific Rim International Conference on Modeling of Casting and Solidification Processes. (in press). (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Kimatsuka, I. Ohnaka, J.D. Zhu and T. Ohmichi: "Mold Filling Simulation with Consideration of Gas Escape through Sand Mold"Proc. of the 5th Pacific Rim International Conference on Modeling of Casting and Solidification Processes. (in press). (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.-M. Wang,J.Jin and I.Ohnaka: "A Novel CAMC Model for the Prediction of Solidification Grain Structures"Proc. of the 5th Pacific Rim International Conference on Modeling of Casting and Solidification Processes. (in press). (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.-D. Zhao, B.-C. Liu and I. Ohnaka: "Macro Porosity Prediction of SG Iron Castings with Considering Microstructure Formation"Proc. of the 5th Pacific Rim International Conference on Modeling of Casting and Solidification Processes. (in press). (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Mizutani, H. Yasuda, I. OhnaKa, N.Maeda, Y.Waku: "Coupled growth zone of the Al2O3-YAG eutectic system in the undercooled melt"Journal of Japan Institute of Metals. 66. 9-15 (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Ohanak: "Computer Simulation of Casting-Recent Development-"Proc. 2nd Int. Conf. on Processing Materials for Properties. 1043-1048 (2000)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.Yasuda: "Production of Undercooled Melt by Heating the Metastable A1203-YAP Eutectic Structure"Mater. Trans.. 42. 1801-1807 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] J.Iwane: "Simulation of Spheroidal Graphite Cast Iron with Consideration of Graphite Growth"Proc. of the 7th Asian Foundry Congress. 101-108 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Sako: "Modeling of oxides entrapment during mold filling of Al-alloy castings"Proc. of the 7th Asian Foundry Congress. 363-369 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 岩根 潤: "黒鉛成長を考慮した球状黒鉛鋳鉄のひけ巣予測シミュレーション"鋳造工学. (印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Mizutani: "Phase Selection of the A12O3-Y2O3 System controlled by Nucleation"Mater. Trans.. 42. 238-244 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] I.Ohnaka: "Modeling of fluid-particles two-phase flow"Proc.of Modeling of Casting and Solidification Processes IX. 183-190 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kashiwai: "Effects of Viscosity and Solidification on Mold Filling Behavior"Proc.of Modeling of Casting and Solidification Processes IX. 326-333 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] J.D.Zhu: "A New Simulation Method of Mold Filling by Using Regular and Irregular-Mixed Elements"Proc.of Modeling of Casting and Solidification Processes IX. 428-435 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 朱金東: "消失模型鋳造法における棒状アルミニウム鋳物の湯流れ挙動観察"鋳造工学. 72. 715-719 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 長坂悦敬: "鋳造品の形状特徴抽出法に関する基礎的検討"鋳造工学. 72. 703-708 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] I.Ohnaka: "Computer Simulation of Casting-Recent Development-"2nd Int.Conf.on Processing.Materials for Properties. 1043-1048 (2000)

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      2000 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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