| 研究概要 |
本研究では,まず段付き軸の高周波焼入れ過程の温度,応力を節点要素FEMによる電磁界,熱伝導,弾塑性応力解析法を用いて計算し,平滑軸の場合と比較することにより,軸の高周波焼入れ過程の温度,応力の時間的変化,残留応力に及ぼす段,加熱コイルと軸とのすき間などの影響について明らかにした.次に歯車の高周波焼入れ過程の温度,応力を辺要素FEMによる電磁界解析法と節点要素FEMによる熱伝導,弾塑性応力解析法を用いて計算するプログラムを作成し,これを用いて焼入れ過程の温度,応力の計算を行って,歯車の高周波焼入れ過程の温度,応力の時間的変化,残留応力に及ぼす加熱電力,周波数の影響について検討を加えた.その結果次のようなことが明らかになった.
1.段付き軸の高周波焼入れ過程の温度は,軸と加熱コイルとのすき間が小さい部分のほうが大きい部分よりもかなり高くなる.
2.段付き軸の高周波焼入れによる軸および円周方向残留応力は,直径が大きい部分では,表面で大きな圧縮応力になるが,直径が小さい部分では,コイルと軸とのすき間が大きくなるのでかなり小さくなる.
3.歯車の高周波加熱終了時の最高温度の位置は,周波数および加熱電力の増加とともに,歯底から歯先側に移動する.
4.歯車の高周波焼入れによる残留応力は,加熱電力が大きい場合には,歯底付近で大きな引張応力になる場合があるので注意を要する.
次年度以降においては,種々の焼入れ条件に対する歯車および軸の高周波焼入れ過程の温度,応力の計算を行って,残留応力に及ぼす焼入れ条件の影響について明らかにするとともに,曲げ疲労試験を行って,曲げ疲労強度と残留応力の関係についても明らかにする.また二重周波誘導加熱を用いた場合の歯車の焼入れ過程の温度および応力の計算を行って,歯車の最適焼入れ条件について明らかにする予定である.
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