| 研究課題/領域番号 |
02452239
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
金属加工
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
大中 逸雄 大阪大学, 工学部, 教授 (00029092)
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| 研究分担者 |
安田 秀幸 大阪大学, 工学部, 助手 (60239762)
山内 勇 大阪大学, 工学部, 助教授 (60029189)
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| 研究期間 (年度) |
1990 – 1992
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| キーワード | スクイズ鋳造 / 繊維強化鋳造 / コンピュータシミュレーション / 流動 / 湯流れ |
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| 研究概要 |
スクイズ鋳造法は、金属基繊維強化複合材料の製造方法として最も経済的で、将来有望と考えられている。本研究の最終目的は、この鋳造プロセスのコンピュータシミュレーションソフトウエアを開発することであり、複合材料鋳造品の開発時間とコストを短縮するのに役立つものである。主な研究成果は以下の通りである:
(1)CCDカメラにより、耐熱ガラスを通して、金型中の流動現象を直接観察することができた。その結果、対称な金型形状であっても、流動は対称とはならず、シリンダ部やゲイトでの流れが、キャビテイでの流れに大きく影響すること、鋳型温度が低く、湯流れ中に凝固が生じると、流動は予想とはかなり異なることなどが明らかになった。
(2)局所的にプリフォームを配置した透明鋳型を使用して、水、ワックス、水銀等を、低圧鋳造方式で注湯し、鋳型を充満する様子を直接観察した。ガス抜き位置は重要で、充満挙動に大きく影響することが明らかになった。また、流体密度と粘性により最終充満位置が変化することなどが明らかになった。
(3)プリフォーム中ではダルシー流れ、その他では層流を仮定した流動シミュレーションプログラムを開発し、観察結果と比較し、上記のような実験結果を良くシミュレートできることが分かった。
(4)アルミニューム合金を使用し、繊維との反応、凝固組織を調べる予定であったが、プリフォームの加熱が容易ではなく、湯回り不良が生じ、あるいはプリフォームと鋳型の隙間を溶湯が流れてしまい、健全な製品ができなかったため、遅れている。また、湯流れ中の温度測定も容易ではない。これは冷却速度が非常に早いためである。これらの研究は、さらに継続して行う予定である。
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