| 研究課題/領域番号 |
20K04218
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18020:加工学および生産工学関連
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| 研究機関 | 福岡工業大学 |
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研究代表者 |
廣田 健治 福岡工業大学, 工学部, 教授 (50273256)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 鍛造 / 荷重 / 揺動 / 振動 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
塊状に比べて板状の部品では加圧中に厚さ方向の変形抵抗が高まるため既存の鍛造工法では成形が難しい。本研究では加圧と直交方向に揺動動作を加えることで加圧方向の変形抵抗の低減と加圧面外方向への材料流動の促進を試みる。この変形を厚板部品へ応用することで加圧部のみを効率的かつ選択的に減肉する新たな鍛造加工技術を開発する。まず、均一厚さの部材に対して、断面のアスペクト比や揺動条件を変化させ、圧下抵抗が減少する条件域とそのメカニズムを解明する。その結果をもとに部分的な減肉加工を試み、減肉部の輪郭形状や減肉量に対する本工法の適用範囲を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
鍛造荷重を低減させるために、加圧中に横方向に揺動動作を与えることを試み，試片形状と揺動条件による荷重の低減効果を検証した。純アルミニウムを用いた実験及びFEM解析により、荷重の減少量は加圧と揺動の速度比によって決まることが確認された。円柱試片では３５％程度の荷重低減が可能であったが、円盤試片ではその半分程度の荷重低減しか実現できなかった。工具形状や試片寸法の見直しを行ったが、それ以上の荷重の低減には至らなかった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
金属を高さ方向に圧縮する際に横方向の揺動動作によるせん断応力を加えると圧縮方向の圧縮応力が減少することが理論的に示されている。この考えを直動アクチュエータにより実現し、純アルミニウムの円柱および円盤材の圧縮加工に対してFEM解析と実験により圧縮荷重が低減できることを実証した。また、荷重低減に影響を与えるパラメータについて明らかにした。この成果は荷重の増加が問題となるような鍛造加工品において加圧限界の向上や、金型やプレス機械への負荷の低減に寄与する。
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