| 研究課題/領域番号 |
21K14061
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| 研究機関 | 旭川工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
杉本 剛 旭川工業高等専門学校, 機械システム工学科, 准教授 (30878161)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 焼入れ / セルオートマトン / 沸騰流 / ばらつき |
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| 研究実績の概要 |
2021年度では複雑さ現象を再現できる実験手法の開発と複雑さタネ現象の解明を行う計画をした．
実際に2021年度内にて旭川高専内に浸炭装置及び焼入装置を導入し，一般的な浸炭焼入条件にて繰返し処理を行い，繰返しばらつきを持った焼入実験結果を取得した．これを画像解析することで，蒸気膜崩落現象をくり返しばらつきを持って定量化することに成功した．定式化した結果を基に蒸気膜の成長現象・冷却現象について「蒸気膜厚み」「蒸気膜の擾乱」「表面段差」「表面のR形状による冷却の促進・減退」を見出した．
これら4つの現象についてセルオートマトンを作成し，MicrosoftExcel及びVBA上にてコーディングすることでソフトウェア上で蒸気膜崩落現象のモルフォロジーを再現することに成功した．
JIS K2242 A法で取得したJIS2-1号油，JIS2-1号油を含む数種類の焼入油について検証を行った．作成したソフトウェアにJIS K2242 A法と同様の条件と，焼入油のカタログ値に載っている汎用的な公開データを入力し蒸気膜崩落-冷却シミュレーションを実施した．結果，JIS K2242 A法で得られる様な冷却状態が再現され，冷却曲線も実験・セル・オートマトンシミュレーションで概ね一致した．これにより本件で提案している「低次元セルオートマトン法」の定量的な検証ができた．
以上より，申請段階で計画した複雑さ現象を再現できる実験手法の開発・複雑さタネ現象の解明に加えて2022年度に計画していたセルオートマトン法実装までができた．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
実施した手順については計画段階と大きな差異はないが，熱処理技術協会にて同内容を講演した際に聴講者よりアドバイスいただいた擾乱に関する内容を加えたことで計算結果の乖離が大幅に減少し，計画が前倒しで進捗できた．
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| 今後の研究の推進方策 |
2022年度は計算で導出した熱伝達率を熱処理変形シミュレーションへ適用し，実際の品質結果を仮想空間上で予測できるようになったかを検証する．
また，実部品形状への適用・繰り返しばらつきについて，実験，シミュレーション両面からの計算を実施する．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
コロナウィルスにより学会・会議等が全てオンラインになったため会議費が減少した
ソフトウェアについて別の共同研究等で導入したものが流用できたため
会議については2022年度で実施する．
ソフトウェアについては2021年度はライセンス数不足による研究効率の低下が見られたため，ライセンス数を増やし研究効率を向上する為にその他費用を利用したい
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