微細管の高液圧成形における材料流動およびマイクロトライボ現象とその寸法効果解明

阐明微管高压成型中的材料流动、微摩擦现象及其尺寸效应

基本信息

批准号：
22K04761
负责人：
真鍋健一
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tokyo Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では研究代表者らによる世界最小の外径０．５ｍｍの十字及びT字成形を達成した知見を基に、長尺微細金属管の高圧液圧成形を対象に、成形型内への材料流入を阻害する摩擦潤潤滑と材料の寸法効果に着目し、材料流動挙動と支配因子の解明と高品質・高加工度を得るための成形メカニクスの解明を目指す。本年度の実績としてはこれまで短尺マイクロ管での簡易結晶粒考慮ＦＥ解析を用いて、長尺マイクロ管でＴ成形解析を行い、初めて管長さの影響に及ぼす寸法効果の影響について検討した。その結果、・管長さＬo＝１０ｍｍ (長さ外径比：Ｌo/ｄo＝２０）のマイクロ長尺銅管での寸法効果に関わる材料流動挙動は，Ｌo＝３．２ｍｍの短尺管と比較して肉厚及び材料内で流動速度分布や軸押し力の微小な変動の可能性を示した．材料流動特性は管長さの影響との接触摺動状態も影響を受けることを示した。・並行して、短尺管で発生したマイクロT成形における底部が盛り上がる不整変形現象に及ぼす結晶粒配置や強度不均一の面から材料の寸法効果について明らかにした。その結果、マイクロ長尺管ではその不整変形が抑えられることを簡易結晶粒考慮FE解析で初めて示した。講演発表は国際会議２件、国内講演会での発表も４件を数える成果となり、多くの知見を得た。

在这项研究中，我们将根据主要研究者和其他人所获得的知识，实现了外径为0.5毫米的世界上最小的十字形和T形成形，我们将重点研究细长金属管的高压液压成形，以实现改善成形模具内的材料，重点关注抑制流入的摩擦润滑和材料尺寸效应，旨在阐明材料流动行为和控制因素以及成形力学，以获得高质量和高可加工性。至于今年的结果，我们对短微管采用了简单考虑晶粒的有限元分析，对长微管进行了T形成形分析，并首次研究了尺寸效应对管长度的影响。因此，管长 Lo = 10 mm（长度/外径比：Lo/do = 20）的超长铜管中与尺寸效应相关的材料流动行为与管长 Lo = 10 mm（长度/外径比：Lo/do = 20）的短管不同。 Lo = 3.2 mm 证明了壁厚和材料内流速分布和轴向推力存在小幅波动的可能性。结果表明，物料流动特性受管道长度的影响，接触滑动条件也受到影响。・同时，我们还阐明了晶粒排列和强度不均匀方面的材料尺寸对短管中发生的微 T 成形时底部鼓起的不均匀变形现象的影响。结果，我们首次通过简单的基于晶粒的有限元分析证明了可以抑制微长管中的不规则变形。结果包括两次国际会议上的演讲和四次国内讲座上的演讲，我们收获了很多知识。