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金属材料の溶解・鋳造・塑性加工プロセスの最適化

研究課題

研究課題/領域番号 63460195
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 金属加工
研究機関東京大学

研究代表者

木原 諄二  東京大学, 工学部, 教授 (00010801)

研究分担者 長崎 千裕  東京大学, 工学部, 助手 (90180471)
相澤 龍彦  東京大学, 工学部, 助教授 (10134660)
研究期間 (年度) 1988 – 1990
研究課題ステータス 完了 (1990年度)
配分額 *注記
6,300千円 (直接経費: 6,300千円)
1990年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1989年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
1988年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
キーワード最適化 / 溶解・鋳造プロセス / 計算モデル制御 / 塑性加工プロセス / 変形モ-ド法 / 逆問題解析 / 連成解析 / プロセスメタラジ- / ニッケル / γ→α変態 / 粒界移動 / 非調質低合金高強度鋼 / フィルム状フエライト / 炭窒化物の析出 / 中間温度脆性 / 粒界ボイド形成 / 超高温ホットプレス / ヒーター / 超100°C / 銅の中間温度脆性 / 粒界偏折 / 動的再結晶 / αの大量折出
研究概要

現在さらに近未来における鋼を中心とする成形、加工プロセスでは、その要素技術である溶解・鋳造・塑性加工が融合化、統合化して新しい視点の下で強力な生産技術となりつつある。溶融鍛造/半溶融鍛造などは鋳造と塑性加工が連成した技術であり、一方MA(メカニカル・アロイング)/爆発成形などが広義の溶解と塑性加工が結合した技術といえる本研究では、そのような要素技術の統合化・融合化を考える上で必要となる基本的な特性、発想/設計方法を理解し、新しい成形・加工方法を構築することを目的として、溶解・鋳造・塑性加工プロセスの最適化に関する考察、議論、検討を行った。溶解・鋳造プロセスの最適化では、溶融金属の流動、凝固現象を取り扱うための計算モデルに関して議論を行い、CADにおける幾何モデルとその演算と同様な機能を有する4分木ー修正4分木モデルとその集合演算を可能なシステムを試作し、直接差分法にベ-スをおいた解析と結合し、その有用性を示した。本システムは来年度以降新しい共同研究としてスタ-トする予定である。塑性加工の最適化においては、圧延プロセスを対像として、今後きわめて重要な問題となる被加工材料の3次元変形現象を圧延変形特性を考慮して解析する変形モ-ド法を提案し、平圧延における幅広がり、型圧延における形状変化を例にとり、その有用性を示した。さらに、本手法は熱伝導解析と結合して、実用圧延システムで問題となる圧延変形とロ-ルを含む系の伝熱現象との連成問題を十分な精度で扱えることも明らかにした。一方、鋼、Niをモデル材料として用い、その高温延性を実験的に調査することにより、中間温度脆性領域を含む温度域での金属材料の力学特性・応答特性を明らかにし、圧延メタラジ-の基礎となる種々のメカニズムを同呈することができた。以上、本研究を通じて、金属材料の新しい融合・統合プロセスを構築する基礎が与えられたと考えられる。

報告書

(4件)
  • 1990 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1989 実績報告書
  • 1988 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (12件)

  • [文献書誌] T.Aizawa et al.: "Heat transfer analysis based on modified quadーtree model" Theoretical and Applied Mechanics. 36. 401-411 (1988)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Aizawa et al.: "New preprocessing system for solidification analysis" Modeling and Welding Processes. IV. 763-772 (1988)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Kihara et al.: "Experimental determination of the thermal properties of carbon steel with the aid of boundary element methods" Boundary Element Methods in Applied Mechanics. 463-472 (1988)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 辛平、木原 諄二、相澤 龍彦: "一般化平面ひずみモデルによる圧延変形の解析" 塑性と加工. 30. 1180-1185 (1989)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 辛平、木原 諄二、相澤 龍彦: "変形モ-ドによる圧延変形の三次元近似解析" 塑性と加工. 31. 372-377 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Sukumoda,T.Aizawa and J.Kihara: "Heat transfer onーline sensing system in rolling with use of boundary element method" Software for Engineering Workstations. 6. 158-164 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Aizawa et al.: "Heat transfer analysis based on modified quad-tree model" Theoretical and Applied Mechanics. Vol. 36. 401-411 (1988)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Aizawa et al.: "New processing system for solidification analysis" Modeling and Welding Processes. Vol. IV. 763-772 (1988)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J Kihara and T. Aizawa: "Experimental determination of the thermal properties of carbon steel with the aid of boundary element methods" Boundary Element Methods in Applied Mechanics. 463-472 (1988)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] P. Xin, J. Kihara and T. Aizawa: "Rolling process analysis by the generalized plane-strain modeling combined with deformation mode method" Journal of the JSTP. Vol. 30. 1180-1185 (1989)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] P. Xin, J. Kihara and T. Aizawa: "Three dimensional analysis for rolling process by deformation mode method" Journal of the JSTP. Vol. 31. 372-377 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Sukumoda, T. Aizawa and J. Kihara: "Heat transfer on-line sensing system in rolling with use of the boundary element method" Software for Engineering Workstations. Vol. 6. 158-164 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要

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公開日: 1988-04-01   更新日: 2016-04-21  

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