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切削過程のin-situ観察による工具-被削材界面の摩擦現象の理解と応用

研究課題

研究課題/領域番号 18K13671
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分18020:加工学および生産工学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

杉原 達哉  大阪大学, 工学研究科, 講師 (90637539)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード切削加工 / トライボロジー / 摩擦 / PIV / 塑性変形 / 可視化
研究成果の概要

本研究では,切削加工における工具-切りくず界面の摩擦の理解を目的に,界面の摩擦摺動に起因する材料の塑性変形挙動を可視化するとともに,それらに基づいた摩擦現象の理解・モデル化を試みた.そして,インデンタによる押し込み試験とPIV解析の結果から,摩擦界面近傍において塑性変形が集中する塑性境界層が形成されること,塑性境界層における材料の変形挙動は,材料をビンガム塑性体としてモデル化することで記述できること,界面の摩擦状態については,ビンガム塑性体の動粘度の値によって表現できることなどを明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は,極めて過酷な環境下における摩擦について,摩擦摺動にともなう材料の塑性変形を可視化を試みるという挑戦的な課題であり,さらにその塑性変形挙動から摩擦現象そのものの深い理解を目指すという点において,学術的意義は極めて大きい.また,本研究で得られた知見は,例えば生産加工分野などの発展に貢献するものであり,極めて多大な社会的波及効果を有している.

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] Purdue University(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Indian Institute of Science(インド)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Purdue University(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Direct <i>In Situ</i> Observation of Deformation Modes in Wedge Indentation of Metals2019

    • 著者名/発表者名
      Anirudh Udupa, Narayan Sundaram, Tatsuya Sugihara, Srinivasan Chandrasekar
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 60 号: 8 ページ: 1442-1449

    • DOI

      10.2320/matertrans.MD201906

    • NAID

      130007683568

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 年月日
      2019-08-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Plastic Boundary Layer in Wedge Indentation of Aluminum2019

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Sugihara, Anirudh Udupa, Koushik Viswanathan
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 60 号: 8 ページ: 1436-1441

    • DOI

      10.2320/matertrans.MD201907

    • NAID

      130007683594

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 年月日
      2019-07-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Altering the Stability of Surface Plastic Flow via Mechanochemical Effects2019

    • 著者名/発表者名
      Anirudh Udupa, Tatsuya Sugihara, Koushik Viswanathan, Srinivasan Chandrasekar
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW APPLIED

      巻: 11 号: 1 ページ: 014021-014021

    • DOI

      10.1103/physrevapplied.11.014021

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Some Observations on How Mechanochemical Effect Determines Deformation Mode and Chip Morphology in Cutting of Metals2019

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Sugihara, Mojib Saei, Koushik Viswanathan, Anirudh Udupa
    • 雑誌名

      International Manufacturing Science and Engineering Conference

      巻: 2

    • DOI

      10.1115/msec2019-2909

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Some Observations on How Mechanochemical Effect Determines Deformation Mode and Chip Morphology in Cutting of Metals2019

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Sugihara, Mojib Saei, Koushik Viswanathan, Anirudh Udupa
    • 学会等名
      MSEC 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アルコールとの腐食反応を利用したアルミニウム合金の切削加工2019

    • 著者名/発表者名
      野村 琢真, 杉原 達哉, 榎本 俊之
    • 学会等名
      2019年度精密工学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Boundary layer structures in indentation studies of aluminium2019

    • 著者名/発表者名
      Sugihara Tatsuya、Udupa Anirudh、Viswanathan Koushik
    • 学会等名
      The 6th International Indentation Workshop (IIW6)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-02-19  

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