| 研究課題/領域番号 |
18K04781
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分26050:材料加工および組織制御関連
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| 研究機関 | 東京都立大学 |
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研究代表者 |
真鍋 健一 東京都立大学, システムデザイン研究科, 客員教授 (10145667)
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| 研究分担者 |
高橋 智 東京都立大学, システムデザイン研究科, 准教授 (80260785)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | マイクロ金属加工 / 長尺マイクロチューブ / マイクロトライボ特性 / 材料流動特性 / 成形メカニズム / 寸法効果 / 高液圧成形 / 枝管成形 |
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| 研究成果の概要 |
外径0.5mmのマイクロ金属管を用いたＴ字および十字形の液圧成形において、材料流動性の面から成形性には長尺管ほど、また高摩擦ほど低い液圧成形性を示すとの通説を定量的に確認した。また理論モデルから管の材料流動に及ぼす因子として、管の長さは依存せず、摩擦係数と、負荷する内圧による金型に作用する面圧、さらに管の強度および外径と肉厚に依存することを導いた。摩擦の寸法効果は結晶粒径と変形抵抗の分布を考慮した不均質有限要素モデルにより、その不均質性がマイクロ管の局所不良変形の誘因となり、寸法効果として材料流動・変形挙動に影響を及ぼし成形性を低下させることを明らかにした。
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| 自由記述の分野 |
機械工学、塑性工学、マイクロフォーミング
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
マイクロ金属管の液圧成形性が低いメカニズムをその材料流動性に着目して力学的に影響因子を解明した学術的意義は大きい。具体的に軸押しによる管の流動域長さが管の長さに依存せず、摩擦係数、金型内面の面圧、管材の強度と外径と肉厚の関数で定式化したことに意義があり、超高圧力負荷は材料流動促進には逆効果になる場合もあることも導いた。結晶粒を考慮した不均質有限要素モデルから局所的材料変形の誘因となる寸法効果を明らかにした点も学術的意義が高い。
また、微細結晶粒などのマイクロ管を用いることや最適成形条件の指針を提示できたのは、長尺管のマイクロ液圧成形への可能性の道を拓いた点で社会的意義は大きい。
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