| 研究課題/領域番号 |
12305013
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
流体工学
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| 研究機関 | 埼玉工業大学 |
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研究代表者 |
大場 利三郎 埼玉工業大学, 先端科学研究所, 教授 (40006169)
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| 研究分担者 |
島本 聡 埼玉工業大学, 工学部, 教授 (10118664)
巨 東英 埼玉工業大学, 工学部, 助教授 (10255143)
根岸 利一郎 埼玉工業大学, 人間社会学部, 講師 (70237808)
伊藤 幸雄 八戸工業大学, 工学部, 教授 (70006196)
井小萩 利明 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (90091652)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2002
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| キーワード | ピーニング加工 / キャビテーション / 機械部品 / 疲れ強度 / 水噴流 |
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| 研究概要 |
超高速水中水噴流周りには、高壊食性キャビテーション気泡雲(以下気泡雲)が発生し、この局所的崩壊に伴い、噴流水圧の数千倍以上の高衝撃圧が発生する。我々は、極強放射線に曝される最悪条件下でも使用可能な加工法として気泡雲ピーニング法を提案したところ、原子炉圧力容器等の大幅寿命延命延長の唯一の有力手段として採用され、既に十数プラントに成功裡に適用されている。
周知のように、気泡雲内では、衝撃圧はほぼ一様に分布しているから、どのような局面にも圧力は垂直一様に加わる。このような事実を踏まえて、非常に複雑な形状を持つ機械部品全体を気泡雲中に曝し、ほぼ一様にピーニング加工する加工法を提案しはす歯歯車を例にとり、その有効性を実証した。
X線応力測定法により、歯面近傍の残留応力値が約450MPaの約一定の圧縮応力となり、均質ピーニング効果が十分期待できること、また、電解研磨法を用いて、歯面より深さ方向残留圧縮応力分布を測定し、圧縮応力が深さ方向にもかなり浸透し、歯車の耐久性を向上していることを示した。また埼玉工業大学ならびに東北大学の回流試験水槽等を用いて、噴流、超高速水流、気泡雲の支配因子に関する系統的研究を行い、成果を挙げた。とくに気泡雲がヤコブ数に支配されている事実が判明したので、例えば、気泡雲周りの水温を10度上げると、ピーニング加工量が約10倍に増大することも判明した。
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