粒子設計を目指した粉体成形プロセスの計算材料科学的研究

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04452113
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 島 進 京都大学, 工学部, 教授 (70026160)
• 研究分担者: 長谷部 忠司 同志社大学, 工学部, 助手 (20237994) ; 小寺 秀俊 京都大学, 工学部, 助教授 (20252471)
• キーワード: 粉体成形 / シミュレーション / 粒子モデル / 粒子動力学 / 境界要素法 / 計算材料科学 / 構成式 / 粒子設計

研究概要

(1)粉体の挙動解明のためMDの手法を応用した粒子動力学(Particle Dynamics)の確立を図り、粒子の特性として重要と考えられる粒子の寸法、粒度分布、粒子間の相互作用の特性としては特に粘着・凝着力を考慮したアルゴリズムとそれに基づいたプログラムを開発した。(2)粒子の塑性変形を伴う金属粉体につき同様な検討を行った。粒子の塑性変形については、その簡単なモデルを計算機アルゴリズムの中にすでに導入した。(3)さらに粒子間の摩擦力を簡単な測定方法を考案して測定し、これをプログラムの中に導入した。(4)以上を用いて本年度の大きな課題である3次元への拡張を試みた。その結果、定性的には従来からわれわれが行ってきた連続体的取り扱いにおける粉体の挙動と一致した。(5)しかし、定量的にはまだ問題点も多く来年度への課題となった。

研究成果

• [文献書誌] Shima,Susumu: "Numerical Simulation of Powder Behaviour in Compaction based on Continuum and Discrete Models" Proc.1993 Powder Metall.World Cong.,. Part 1. 300-305 (1993)
• [文献書誌] Shima,S.,Jian,L.and Asada,K.,: "Numerical Experiments on Powder Characteristics and Packing of Powder Materials" Adv.Powder Met.& Particulate Mat.2. 85-98 (1992)
• [文献書誌] Shima,S and Saleh,M.A.E.,: "The Effect of Particle Characteristics on Compaction Behaviour of Powders-Experiment" Proc.1993 Powder Metall.World Cong.,. Part 1. 331-334 (1993)
• [文献書誌] S.Shima and M.A.E.Saleh: "Variation of Density Distribution in Compacts in Closed-Die Compaction with Powder Characteristics" Adv.Powder Met.& Particulate Mat.3. 175-188 (1993)
• [文献書誌] S.Shima and M.A.E.Saleh: "Compaction-Induced Anisotropy in Internal Structure of Ceramic Powder" J.Amer.Cer.Soc.76. 1303-1307 (1993)
• [文献書誌] S.Shima and M.A.E.Saleh: "Development of Constitutive Equations for Ceramic Powders Describing Compaction-Induced Anisotropy" Mech.Mat.16. 73-81 (1993)