＞
400
300
O
Calculated dxperimental
Ze＝36
a≠Q0mm
n∫＝32mm 噤≠nmm
0 0 0 0 0 0
GB
base 2
0 α5 1 t5 2 Distance from surface d mm （b）Case 2
Comparison betwe斑calculated hardness values and measured ones
ずれの場合も，測定結果とほぼ一致することがわかる．
図2．17は，z、＝18，ゐ＝10mm， GB，ケース1，2の場合に対して，歯車側面（ケー ス1），歯幅中央断面（ケース2）におけるHofξrの危険断面位置の硬さ分布の計算結 果を測定結果と比較して示す．図2．17より，z，＝18，≠10mmの場合にもz．＝36，
ゐ＝20mmの場合（図2．16）と同様に，硬さ分布のシミュレーション結果は，ケース1，
2のいずれも，測定結果とほぼ一致することがわかる．
図2．18は，z，＝18，ゐ＝10mm， GA， GC，ケース2の場合に対して，歯幅中央断
800 800
＞ 〉
工 こ
ω 700 ω 700 ω ω Φ Φ ロ に
丁巨 600 ］巳 600 05 《ロ エ 」＝
ω ω
Φ 500 Φ 500
ぷ よ∠
む む
s s 400 400
300 300 1 t5 2
0
0．5
Distance from surface d mm Distance from surface d mm
（・）Case 1 （b）Ca、e 2
Fig．2．17 Comparison between calculated hardness values and measured ones （2．＝18，b＝10mm， GB）
800 800
＞ 〉
こ 工 ω 700 口 700 ω ω Φ Φ ロ ニ
P 600 1三 600
コ ⑩
工： 」＝
の の ふ ふ
皇 500 」2 500 む む
s s 400 400
300 300 0 0．5 1
1．5 2
Distance from surface d mm Distance from surface d mm （a）GA （b）GC
Fig．2．18 Comparison betwe斑calculated hardness values and measured ones （zθ＝18，ゐ＝10rnm， Case 2）
面におけるHofbrの危険断面位置の硬さ分布の計算結果を測定結果と比較して示す．
図2．18より，GA， GCいずれの場合もGBの場合（図2．17）と同様に，硬さ分布のシ ミュレーション結果は，測定結果とほぼ一致することがわかる．
2．6．2 冷却過程の温度 （1）円柱の場合
計算対象は，図2．19に示す直径D。、，＝50mm，長さ1＝180 mm，材料SCM21の円
一22一
∩V O
o o o
Calc山ated dxperimental
0 0
o Ze＝18
niOmm
c1＝32 mm 噤≠Tmm
0
GB
base 1 0
0 0
o
Calculated dxperimentaI
Ze＝f8
a≠P0mm
c∫＝32mm 噤≠nmm
︵U ハU O
o OO
GA
base 2 0
0 Calculated
o ◎ Experimental
0 o Ze＝18
b司Omm
0 D，＝32mm
z＝Omm
0 o
0
GB
Case 2 0
0 0．5 1 1．5 2
0
o
Calculated ﾃxperimental 0
0
o 0
0
Ze＝18
a≠P0mm
c∫＝32mm
噤≠nmm
GC
base 2 0
0 0．5 f 1．5 2
18
8合 φ3 ・ ・
@ 1一一一一一一＝
@ めl l I I一一F一一一一一已一一一
180
Table 2．19 Dimensions of cylinder
鵠 Total no． of
elements：6480，
Total no． of
nodes：2058
Fig．2．20 Mesh pattem of FEM Inodel（1＝180 mm， D。τ、＝50mm）
柱である．図2．19中のφ3穴は熱電対による温度の測定位置を示す．この円柱を 570℃に加熱し，60℃の油中に投入して冷却した．冷却表面は，円柱の外周面およ び端面としている．計算に必要な熱伝達係数乃，密度ρ比熱c，熱伝導率λは，そ
れぞれ力＝1744W／（m2・K），ρ＝7860kg／m3，6＝586 J／（kg・K），λ＝41．9 W／（m・K）を用
いた（2・1）．
円柱形状の対称性および冷却条件の円柱表面に対する一様性を考慮して，本計算 では，円柱中央から端面までの1／2，中心角5°のモデルに対して，四面体要素を用 いて要素分割を行い，熱伝導解析を行った．図2．20に，FEMモデルの要素分割パ
ターンを示す．
図2．21は，円柱の冷却過程の温度を等温線で示す．図2．21より，円柱の外周面
50
ク一55P◎／
Middle
425400 450475 500 525
1s
475500 475°C
500
Middle
10s
Fig．2．21
300 325350
300°C
325 350 375 End 400 450 500525
475500 525 550
／
Middle275 300 325 350
3s
400 425450 400°C
425 450
175
Middle
30s
Contour lines of temperatures during cooling Process
（1＝180mm， D。。＝50mm）
175°C 200
および端面の温度が，中央断面の中心付近の温度より早く低下することがわかる．
また，端面からかなり広い範囲では，軸方向の熱伝導の影響を受けていることがわ
かる．
図2．22は，円柱の外周面から4＝3mm，中央断面から2＝18mmのところ（図2．19）
にスポット溶接されたアルメルークロメル熱電対で測定した温度の時間的な変 化（2・1）を計算結果と比較して示す．図2．22より，温度のシミュレーション結果は，
測定結果とよく一致していることがわかる．
（2）歯車の場合
計算対象は，図2．23と表2．4に示すモジュール〃2＝4，基準圧力角αo＝20°，歯数 2。＝18，歯幅ゐ＝120mm，軸穴の直径Z），＝20 mm，材料S45Cの平歯車である．温度
一24一
800
ρ