助成研究成果報告書Vol.35

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図2. テーパープラグと試験片間の摩擦係数を変えた時の押込荷重線図 図4にストローク30 mmでの試験片の相当塑性ひずみ分布を示す．図4 (a)はテーパー半角5ºでの相当塑性ひずみ分布を示す．摩擦係数の増加に伴い表面近傍での相当塑図3. テーパープラグと試験片間の摩擦係数による試験片形状の変化 W重荷込押グラプーパーテW重荷込押グラプーパーテNk(Nk()00 )()()00図4. ストローク30 mmでの試験片の相当塑性ひずみ分布 mmmmh thgieHh thgieH図5. 各潤滑条件でのテーパープラグ押込荷重線図 相当塑性ひずみ相当塑性ひずみ３・３ 荷重ストローク線図 図5に各潤滑条件でのテーパープラグ押込み荷重線図を示す．参考のため，FEM解析でのテーパープラグ押込荷重線図を示す．ストローク10 mmまで荷重は急激に増加する．その後，荷重は緩やかに増加または減少する．試験片内面とテーパープラグに潤滑した時，荷重はストローク25～30 mmでほぼ定常となる．また，この荷重は摩擦係数0.1の荷重線図と一致する．これまで，この潤滑条件の見かけの摩擦係数として=0.1と推定されてきた． テーパープラグ試験片潤滑箇所: テーパープラグテーパープラグ+試験片ストロークs(mm)試験片係数の増加に伴い，バルジ変形が増加する．それは断面積減少率の増加に相当するので荷重が増加する． テーパープラグと試験片間の摩擦係数３・２ FEM解析での試験片形状 図3にストローク30 mmでの試験片形状を示す．図3(a)は，上端面での高さ変化を示す．テーパープラグと試験片間の摩擦係数の減少に伴い内径付近の高さが高くなる．これは，押込方向と逆向きに材料が流動したためである．一方で，摩擦係数が増加すると材料が穴に引き込まれる．図3(b)は試験片の外周形状を示す．摩擦係数が増加するほど外径は大きくなる．これは体積一定則より高さ減少分の体積が外径の増加に使われたためである． 性ひずみの値は大きくなる．これは，摩擦係数の増加に伴うせん断力の増加による．図4 (b)はテーパー半角20ºの相当塑性ひずみ分布を示す．半角が大きくなると相当塑性ひずみは大きくなる．加えて，摩擦係数が0の時でも，未試験の部分がテーパープラグによって据え込まれ圧縮されている．テーパー半角20ºの時，テーパープラグ付近の材料にせん断変形と圧縮変形が生じる． 403020101050.650.450.250.049.849.649.410201525Radius r(mm)(a) 上端面での高さ変化 (b) 験片の外周形状 = 0= 0.1= 0.2= 0.3= 0.4= 0.3= 0.2= 0.1= 0= 0.1= 0302040ストロークs(mm)5040302010025.025.2= 0.2= 0.3(a) テーパー半角5ºでの相当塑性ひずみ分布 5060(b) テーパー半角20ºでの相当塑性ひずみ分布 25.4Radius r(mm)403020100.50.40.30.20.10.00.50.40.30.20.10.01020= 0= 03040= 0.2= 0.2= 0.4= 0.3= 0.2= 0.1= 0− 366 −