| 研究概要 |
金属焼付陶材の焼成過程での内部応力と熱変形を計算するプログラム, すなわち異種材料を積層した複合材料の熱変形問題に関するプログラムを以下の点を検討して作成した.
1.加熱/冷却過程での材料内温度分布は熱伝導方程式の解析解より求めた.
2.前記の温度場で生じる内部応力, 材料の変形は不静定梁の理論より導いた.
3.材料の弾性係数, 熱膨張係数, 粘性係数の温度依存を考慮した.
4.相変態と加熱/冷却速度の関係を考慮した.
シミュレーションに必要な素材の物理的性質を測定した. 各種市販合金, 市販陶材について熱膨張係数, 陶材の転移温度領域での性質を明らかにした. 上記のプログラムと測定データを用いて, 歯科焼付用陶材の焼成過程での冷却速度と残留応力の関係を明らかにした. また, 残留応力の発生メカニズムを連続体力学の立場から考察し, その制御方法につき検討した. また, 陶材の加熱過程をシミュレートし, その結果から測定時の加熱速度, 負荷荷重が陶材の変形温度, 荷重軟化温度に及ぼす影響を明らかにした.
次に, 合金と2層の陶材を積層したモデルに対し解析を試み, 合金と陶材の不適合性について, 冷却速度, 熱膨張係数のミス・マッチと残留応力, 熱変形の関係を調べ, 考察した.
以上の解析は平板積層モデルに対してなされたが, 歯科補綴物の焼成問題へ適用するには, 平板モデル同様円筒モデルに対する解析も重要であるところから, 現在, 軸対称モデルの解析方法につき検討中である.
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