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1.圧延の実働応力・温度の測定
昨年度製作した応力センサおよび温度センサを内蔵した圧延ロールを用いて、アルミニウム圧延の実験を行い、ロール表面の圧力分布、圧延方向の摩擦応力分布、板幅方向の摩擦応力分布、ロール表面の温度分布、熱流束分布の測定を行った。
2.実験結果の検討
(1)摩擦応力分布の特徴 薄板圧延における摩擦応力ベクトルの分布は等圧力分布とよく対応する。ビレット圧延においては、圧延材の幅広がりの変形に対応して板幅方向の摩擦応力が増大する。
(2)表面温度・熱流束分布の算出方法の検討 ロール表面近傍の二点の温度測定値から、一次元非定常熱伝導問題の逆解法により、表面温度・熱流束を算出する方法の有用性について検討した。その結果、この方法により表面温度・熱流束が正確に算出できること、特に熱流束については加工発熱による熱流束のピークがよく検出できることがわかった。
(3)表面温度・熱流束分布の特徴 薄板圧力延においてロール表面温度は接触孤入口から徐々に上昇し、接触孤後半で最大値をとる。これに対し熱流束は接触孤の中央で最大となる。表面温度と熱流束のデータから塑性加工仕事量の分布を求めることができ、この積分値はトルク計の測定値から求めた仕事量と一致した。ビレット圧延においては、熱流束は接触孤の前半で上昇したあとほぼ平坦な形となった。このようにロール表面の温度・熱流束から圧延過程における熱・力学状態を推定できることがわかった。
3.研究の総括および発表論文の作成
昨年度と今年度の研究成果をまとめ、"圧延ロール表面の実働応力・温度測定"として日本機械学会に投稿して発表を行った。
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