| 研究課題/領域番号 |
04555040
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
小林 陵二 東北大学, 工学部, 教授 (70006170)
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| 研究分担者 |
小曽戸 博 ダイキン工業(株), 油機事業部, 主任研究員
福西 祐 東北大学, 工学部, 助教授 (60189967)
庄子 哲雄 東北大学, 工学部, 教授 (80091700)
高山 和喜 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (40006193)
嶋 章 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (30006168)
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| キーワード | ウォータージェット / アブレシブジェット / 材料加工 / ノズル / 混相流 / 衝撃破壊 |
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| 研究概要 |
ウォータージェット技術は、高速でビーム状の水噴流によって金属材料ないし非金属材料の特殊加工や高圧洗浄、建築物の切断・解体などを行う技術である。本研究の目的は、この新しい技術を高能率、高精度なものとして確立し、実用技術として広く産業界に普及させるため、応用の予想される各種の金属材料および非金属材料について、ウォータージェットによる加工特性を測定し、最適加工条件を決定することである。さらに本研究では、それらの基礎研究と所要データを積み上げ広く実用化できるウォータージェット加工法を確立することを目的としている。本年度に得られた研究成果は次のとおりである。
(1)ノズル圧力が100MPaから300MPa、ノズルのトラバーハ速度が5mm/minから100mm/minの範囲で、250μmのガーネットを用いたアブレシブジェット加工実験をアルミニウムと中炭素鋼について行い、その切断面に生ずる縞模様状のあらさを表面あらさ測定器により詳細に測定し、その波形解析をコンピュータを用いて行うことにより縞模様の特性を明らかにした。
(2)次に、その縞模様の発生は加工精度に直接係わりをもつため、種々の実験条件のもとで系統的実験を行った結果、同じ加工能力のもとでは、ノズル圧力が低く、しかしトラバース速度を小にすると加工精度として最適の加工条件が得られることを見出した。
(3)アブレシブジェットの構造を究明するため、閃光時間が0.8μsのストロボスコープを2台使用し、シャドーグラフ法により噴流を写真撮影し、画像処理によって固体粒子の挙動を調べた。その結果、固体粒子は水噴流によって300m/sまで加速されていることが分かり、その速度はウォータージェットの80%に達していることを明らかにした。
(4)ノズルヘッド内の圧力が実験条件に応じていかに変化するかを系統的に解明した。
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