均質な圧縮成形体への顆粒設計 Design of Granules for Homogeneous Green Compacts

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著者

    • 下坂 厚子 SHIMOSAKA ATSUKO
    • 同志社大学工学部 物質化学工学科 Department of Chemical Engineering and Materials Science Faculty of Engineering, Doshisha University
    • 鈴川 寿規 SUZUKAWA TOSHIKI
    • 同志社大学工学部 物質化学工学科 Department of Chemical Engineering and Materials Science Faculty of Engineering, Doshisha University
    • 日高 重助 HIDAKA JUSUKE
    • 同志社大学工学部 物質化学工学科 Department of Chemical Engineering and Materials Science Faculty of Engineering, Doshisha University

抄録

セラミックス顆粒の最適な力学条件を予測するために,粉体シミュレーションを用いた顆粒の力学特性と顆粒層の圧縮特性の関係を明らかにする新しい手法を提案した.<br>まず,有限要素法による成形体内応力解析に必要な顆粒層の力学特性値(ヤング率および歪み硬化率)を得るために,3次元粒子要素法を用いた三軸圧縮シミュレーションを行った.シミュレートされた偏差応力と歪みの関係は実験結果とよく一致した.ヤング率および歪み硬化率をこれらの偏差応力-歪み曲線群より最小主応力と歪みの関数として得,顆粒層を圧縮性の弾塑性体として有限要素法により成形体の応力解析を行った.<br>これにより,単一顆粒の力学特性と圧縮顆粒層内応力分布との関係の検討が可能となり,任意の力学特性を持つ顆粒について行った解析結果は,均質な成形体を得るための顆粒設計に有用な知見を与える.

A new method using powder simulation was proposed to predict the optimum mechanical conditions of ceramic granules, which clarifies the relation between the mechanical characteristics and compression behavior of the granules.<br>The tri-axial compression of granules was simulated by the three-dimensional particle element method (PEM) in order to obtain Young's modulus and strain-hardening rate of the granule bed, which are important mechanical characteristics for stress analysis in the compact by the finite element method (FEM). The relation between deviatoric stress and strain obtained by the simulation agreed well with that by the experiment. Young's modulus and the strain-hardening rate were expressed as a function of minor principal stress and strain, which were determined from the deviatric stress and strain diagrams, and stress analysis in the compression of granules was performed by FEM using these values of the mechanical characteristic. In the analysis, the granular bed was treated as compressible elasto-plastic material.<br>It thus became possible to examine the relation between the mechanical characteristics of single granules and the stress distribution in the compact by these two simulations, and the result of such examination for single granules having arbitrary mechanical characteristics gives useful information for the granule design to obtain homogeneous green compacts.

収録刊行物

  • 化学工学論文集

    化学工学論文集 29(6), 802-810, 2003-11-20

    公益社団法人 化学工学会

参考文献:  9件中 1-9件 を表示

被引用文献:  2件中 1-2件 を表示

各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10013411719
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00037234
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    0386216X
  • NDL 記事登録ID
    6776931
  • NDL 雑誌分類
    ZP5(科学技術--化学・化学工業--化学工学)
  • NDL 請求記号
    Z17-725
  • データ提供元
    CJP書誌  CJP引用  NDL  J-STAGE 
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