| 研究概要 |
本研究では、断面一様な丸棒の高周波焼入れ過程における温度分布を丸棒材料(炭素鋼)の比抵抗,比透磁率,熱伝達率,熱伝達係数の測定結果と有限要素法(FEM)による電磁界解析,熱伝導解析法を用いて求めた.次にこれらの温度分布の計算結果と材料の熱膨張係数,降伏応力の測定結果,FEMによる弾塑性応力解析法を用いて焼入れ過程における応力状態および焼入れによる残留応力を求め,残留応力に及ぼす加熱電力,周波数,加熱時間などの影響について検討を加えた.環状切欠き丸棒の場合については,FEMによる電磁界解析法を用いて高周波電流による電流密度および発熱量分布の計算を行い,電流密度および発熱量分布に及ぼす加熱電力,周波数,切欠きなどの影響について検討を加えた.また環状切欠き丸棒の高周波焼入れ過程の温度計算をFEMによる電磁界解析,熱伝導解析法を用いて行い,温度分布に及ぼす加熱電力,周波数,切欠きなどの影響について検討を加えた.
その結果,次のことが明らかになった.1.高周波焼入れによる平滑丸棒の残留応力に対して最適焼入れ条件(加熱電力,周波数,加熱時間)が存在する.2.高周波電流による平滑丸棒,切欠き丸棒の表面の発熱量は加熱電力,周波数の増加とともに増大すること,また平滑,切欠き丸棒の端面および切欠き丸棒の切欠き部表面付近で減少する.3.切欠き丸棒の表面の温度が平滑部で焼入れ温度に達しても切欠き底および端面付近では焼入れ温度よりかなり低い.4.切欠き丸棒の表面温度が平滑部で焼入れ温度に達したときの軸方向温度分布に対して最適加熱条件が存在する.
次年度以降においては,切欠き,段を有する軸および歯車の残留応力計算と疲労試験を継続して行い,高周波焼入れ軸,歯車の残留応力と負荷能力に関する広汎な設計資料を得ることにつとめる.
|
