| 研究課題/領域番号 |
16K06804
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| 研究機関 | 沖縄工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
富澤 淳 沖縄工業高等専門学校, 機械システム工学科, 教授 (10744980)
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| 研究分担者 |
末吉 敏恭 琉球大学, 工学部, 准教授 (10264475)
政木 清孝 沖縄工業高等専門学校, 機械システム工学科, 准教授 (30323885)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 熱間曲げ / せん断曲げ / ３ＤＱ / 焼入れ / 曲げ |
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| 研究実績の概要 |
現行の装置において小径薄肉鋼管を用いせん断モード３ＤＱの試験を実施し、以下の結果が得られた。①3DQによるせん断曲げにおいては、上下面で冷却水の入射角が異なることによる硬度の不均一さが懸念されたが、今回の試験条件の範囲では、上下面ともに正常な焼入れがなされており、硬度の不均一は発生せず、狙いとしている1470MPa以上の高強度が得られている②丸管表面に格子をレーザマーキングし、試験後に格子のゆがみを測定することによりせん断ひずみ測定を実施し、変形領域ではせん断変形が得られている③ただし、実験で得られたせん断ひずみ（定常値）は、理論値の約1/4程度しか得られておらず、これはロボットの弾性変形の影響である。また、長手方向のせん断ひずみの分布は、ひずみが定常部となるまでの距離は、加熱された変形領域の長さ（変形幅）に対応している。の強度が可能であることが判明した。これらの結果をもとに、今回開発した初等解析モデルを用いて、新たな試験装置の基本設計を実施した。さらに、より簡易的で計算に時間を短縮したＦＥＭ解析モデルの基本モデルを作成した。
一方、新たなせん断モード３ＤＱの比較対象となる従来の曲げモード３ＤＱの丸管の変形について、精密な実験を行い成形後の寸法精度に及ぼす加熱幅の影響を明確にした。これらの結果は、日本塑性加工学会の春季講演会で発表した。また、３ＤＱと同様に閉断面の構造部材を成形する手法として、板材を素材としたＵＯ成形の基礎検討を実施し、論文として発表した。さらに、従来の３ＤＱの解説記事を寄稿した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
現行の装置において、試験を行うことが出来、貴重なデータが得られた。これらの結果をもとに、前年度開発した初等解析モデルを用いて力学的な検討を実施し、基礎試験機に必要な諸元を検討した。その結果、当初は基礎試験機に開発済のパラレルリンクロボットを適用する予定であったが、よりシンプルな装置でも可能なことが判明した。従って、今後は制御がやや複雑なパラレルリンクロボットにとらわれない機構を検討していく予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
現行の装置において鋼管の寸法を限定すれば、今回のせん断モード３ＤＱの試験が可能であることが分かった。一方、せん断モード３ＤＱの簡易ＦＥＭ解析の基本モデルも開発できた。さらに解析のレベルアップを実施していく予定であるが、解析において、実際の現象に対応する加熱と冷却の境界条件の設定がやや難しい。よって、解析結果の妥当性の評価がやや複雑である。したがって、今後は、さらに詳細な実験を先行し、現象解明を行っていく予定である。さらに、その結果に基づき、せん断モード３DQ試験装置と制御システムの詳細設計を進め、設計の完成を目指す。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究打ち合わせや実験打ち合わせなどを効率化と安価な航空券の購入などを心がけたため、旅費が低く抑制された。一方、予想以上に実験が順調に進んだため、物品費は、予想より小さくなるとともに、物品で納期が間に合わないものがあったため、次年度に繰り越した。
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