| 研究課題/領域番号 |
04555040
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| 研究種目 |
試験研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
流体工学
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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 |
堀内 猛 ダイキン工業(株), 油機事業部, 室長
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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| 研究期間 (年度) |
1992 – 1993
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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、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である。得られた研究成果をまとめると次のとおりとなる。
1.アブレシブジェット加工実験を各種固体材料について行い、それらの切断面に発生するビーム加工特有の縞模様粗さについて波形解析を行い、縞模様の特性を明らかにした。次に、その縞模様の発生は加工精度と直接係わりをもつため、様々の実験条件のもとで系統的実験を行い、縞模様粗さを僅少に止どめるための最適の加工条件を見出した。
2.水噴流により加速される砥粒の飛行速度を2組のカメラを用いた二重露光影写真法により実測することに成功した。その結果、砥粒の速度は水噴流速度の80%ないしそれ以上に達していることが判明した。またその理論的背景を明らかにした。
3.ノズルヘッド内の圧力が実験条件に応じていかに変化しているかを系統的に解明した。
4.アブレシブノズルの直径はウォーターノズル直径の3倍のとき、砥粒の加速特性が最も良好であること、またそのとき加工能力も最大になることを示した。
5.アブレシブノズルの内部において砥粒は著しく崩壊していることを明らかにした。
6.ウォータージェットによる加工面に現れる縞模様粗さについて、これを数値シミュレーションによって再現することに成功した。7.水産物、野菜類などの軟質材料について、ウォータージェット加工の実験を行い、その効果と問題点の検討を行った。
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