| 研究課題/領域番号 |
62850027
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
島 進 京都大学, 工学部, 教授 (70026160)
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| 研究分担者 |
山口 克彦 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 教授 (90027805)
田端 強 大阪工業大学, 教授 (10090680)
藪 忠司 神戸製鋼所機械研究所, 主任
沖本 邦郎 九州工業技術試験所, 主任研究員 (30268487)
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| キーワード | 静水圧成形 / HIP / CIP / 粘塑性有限要素法 / 剛塑性有限要素法 / 弾塑性有限要素法 / 構成式 / 非連合流れ則 |
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| 研究概要 |
成形圧・力が150MPa程度までを対象として、セラミック粉末(易焼結性ソーダアルミナ粉末)の密閉型圧縮および静水圧圧縮を行いその圧縮特性を調べた。その結果銅粉末とアルミナ粉末とでは、特に圧縮初期での密度増加の特性に相違が認められた。すなわち、銅粉末では0〜200MPaの範囲全域にわたってなだらかな密度増加を示すのに対し、アルミナ粉末では圧縮開始直後から、20MPa付近までの低い圧力に対して急激な密度の増加がみられ、それ以降、密度の増加は非常に小さくなった。従来の構成式は銅粉末に対してはよく合うが、アルミナ粉末に対しては合わない。そこで上記の実験事実に合うように従来の構成式とは異なる新たな構成式を提案した。
また粉末、特にセラミック粉末の変形においては粒子相互のすべりが支配的であり、したがって内部摩擦が必ず存在する。このような材料に対して通常法線則が成り立たないと言われている。そこで本研究では試みとして、法線則に従わない構成式(比連合流れ則)を考えた。
以上のように新たな構成式を用いて剛塑性有限要素法により、簡単な形状の場合の静水圧成形の解析を行い、圧縮中の成形体の形状や密度分布等の変化について実験結果と比較検討した。その結果非連合流れ則による解析では、法線則からのずれを与えるパラメータの値を変化させることにより、成形体の密度分布や形状が変化し、連合流れ則よりも非連合流れ則によって解析された成形体形状の方が実験結果をよく説明しているようであった。
本研究では、さらに、成形中に応力経路を変化させることのできる2次元圧縮装置を考案試作し、実験を行った。そして、成形中に粉末内に異方性が発達してくることを見いだした。今後これをもとにして粉末に対する構成式の一般化を計って行きたい。
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