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2023 年度 研究成果報告書

丸棒ねじり変形を用いた電流密度均一条件下での電気塑性効果の検証と機構解明

研究課題

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研究課題/領域番号 21K03803
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分18020:加工学および生産工学関連
研究機関横浜国立大学

研究代表者

前野 智美  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (80505397)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード電気塑性効果 / ジュール発熱 / 変形抵抗 / 軟化
研究成果の概要

金属に電流を流しながら塑性変形させると変形抵抗が低減する電気塑性効果が報告されている.電気塑性効果の発生有無について,変形中の電流密度変化が小さい丸棒のねじり試験によって検討した.水冷を用いた電流印加ねじり試験機を構築し,アルミニウム,銅およびチタン棒材のねじり試験を行った.アルミニウム,銅においては温度上昇のない試験が達成され,電流印加による変形抵抗の変化は生じなかった.チタン合金においては,ジュール発熱による温度上昇が生じたが,温度影響を踏まえて電流印加ありとなしを比較した結果,チタン合金で生じる変形抵抗の減少はジュール発熱による温度上昇が主な要因であることが示された.

自由記述の分野

塑性加工

研究成果の学術的意義や社会的意義

アルミニウム,銅,数十 A/mm2以下の電流印加ではジュール発熱による温度上昇や電流密度の集中を抑制すると,明瞭な変形抵抗の変化は生じないことが分かった.つまり,電気塑性効果は生じないことが分かった.また,温度上昇を抑制することが難しい電気抵抗の高いチタンにおいても,同様の電流印加においては変形抵抗の変化は生じるものの,そのほとんどはジュール発熱による温度上昇による軟化であることが,変形抵抗変化の比較およびその変化速度からわかった.

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公開日: 2025-01-30  

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