2层タイルの圧粉成形および焼结における材料特性の测定と有限要素.ppt

* 　36．　2層タイルの圧粉成形および焼結における 　　　　材料特性の測定と有限要素シミュレーション 塑性加工研究室　　　　　　　村上守人 　 2層タイルの圧粉体 上層 下層 焼結体 圧粉形状による 密度の不均一 上下各粉体の 収縮特性の差 + 反りや割れの発生 反り 割れ 圧粉成形：粉体の変形抵抗 　　　焼結：粉体の収縮特性および変形抵抗 　　　　　　　焼結割れのしきい値 材料特性の測定 入力 有限要素 シミュレーション 焼結割れの予測 多孔質体の降伏条件式（軸対称変形） 密閉型1軸圧粉成形 ＝ Ｆ 圧粉成形における変形抵抗 粉体の種類 長石，粘土，陶石の混合粉体 　圧粉時の軸方向応力と相対密度の関係 　　　　　　　　　下層189MPa 　　　　　　　　　上層171MPa 粉体のF値 　密閉型１軸 　圧粉成形 φ25.5 10 荷重 粉体 圧粉成形における変形抵抗の測定 焼結における収縮特性の測定 焼結中の幅方向ひずみは軸方向ひずみとひずみ比が一定 ｚ1＝20 ｘ1=5 焼結前 ｚi ｘi 焼結後 ???? 基準試料 測定試料 ＴＭＡ装置 定荷重1軸圧縮試験 焼結温度 1300℃ 差動トランス 検出棒 荷重P=0.1，5，10，20，30ｇ アルミナ板 800℃ 800℃ 800℃ 800℃ 焼結中における収縮ひずみ履歴 と収縮ひずみ速度履歴 (a)上層 （b）下層 　収縮ひずみ履歴 　収縮ひずみ速度履歴 (a) 上層 (b) 下層 変形抵抗の近似曲線 表　決定された材料定数 F:変形抵抗 C：実験定数 ｍ：ひずみ速度依存性指数 ３点曲げ試験による焼結割れのしきい値の測定 支持台 5 検出棒 アルミナ板 試験片 標線 20 10 5 炉内で焼結 体積ひずみ差 負荷有り 無負荷 荷重P：0～110ｇｆ ｘ ｙ ｚ 各相対密度における焼結割れのしきい値 2層タイルの圧粉成形シミュレーション の軸対称モデル（粉体充填時） 3.4 2.5 φ25.5 上層 下層 20° 2.44 ρ0＝0.41 ρ0=0.5 5.44 17.4 下層 上層　 ρ0＝0.41 φ25.5 2.1 ｈ 20° 3.5 (a)　凹凸形状 (b)　凹形状 ρ0=0.5 圧粉成形および焼結における変形挙動 (a) 圧粉成形 (b) 焼結 密度分布と正の体積ひずみ差分布 (a)圧粉成形後　の密度分布 正の体積ひずみ差＞割れのしきい値 割れ発生 (a) 凹凸形状 (b) 凹形状 h=3.0 (b) 正の体積 ひずみ差分布 *