| 研究課題/領域番号 |
15560184
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
熱工学
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
富村 寿夫 九州大学, 先導物質化学研究所, 助教授 (70136563)
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| 研究分担者 |
張 興 九州大学, 先導物質化学研究所, 助教授 (40236823)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2004
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| 研究課題ステータス |
完了 (2004年度)
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| 配分額 *注記 |
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2004年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2003年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
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| キーワード | 摩擦攪拌接合 / 摩擦発熱 / 固相接合 / 動摩擦係数 / アルミニウム合金 / 突合せ継手 / 重ね継手 |
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| 研究概要 |
平成15年度は、金属保持台の設計・製作、基礎データの取得、温度場解析用の数値解析プログラムの開発を主要課題とした研究を展開した。金属保持台に設置したミラーと放射温度計により、試料裏面側の非定常温度場の測定を行った。ツールにより試料に作用する押付け圧力とトルク計測は、圧力センサーとデータアクイジション装置により行った。実験は、アルミニウム系の接合材料に対し、ツール形状、回転数、押付け圧力を変えて行い、一連の基礎データを取得した。数値解析プログラムに関しては、Excelの表計算機能を応用した新たな解析手法を開発した。そして、実測値とのマッチングから、ツールと試料間の動摩擦係数を実用的なレベルで評価した。
平成16年度は、前年度の研究成果をもとに、実験と理論解析に関し以下の研究を実施した。実験に関しては、アルミニウム系などの接合材料に関し、ツール形状、回転数、押し付け圧力を変えた非定常熱移動実験を実施し、動摩擦係数の評価に必要な基礎データを蓄積するとともにそれらの解析を行った。またツールに並進運動が加わった場合の材料の表面側と裏面側の非定常温度測定を行った。さらに動摩擦係数を、接合材料に作用するトルク計測実験からも評価した。理論解析に関しては、Excelの表計算機能を応用した非定常数値解析法を発展させ、実験に対応する数値解析を行った。また、アルミニウム、銅、ニッケルなどの接合材料に関する一連のExcel数値解析を行い、接合材料温度の無次元化整理式を提案した。
以上の結果、これまでに明らかにされていなかったツールと接合材料の間の動摩擦係数の値を明確にするとともに、無次元化整理式を用いて各種接合材料に関する動摩擦係数の評価が可能であることを示すなど数多くの知見が得られた。
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