Investigation of particle bonding dynamics during powder molding by online monitoring and machine learning analysis

通过在线监测和机器学习分析研究粉末成型过程中的颗粒结合动力学

基本信息

批准号：
21K14039
负责人：
武田翔
金额：
$ 3万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

今年度は研究実施計画の通り，試験装置の作製・改良に主に取り組んだ．特に，昨年度構築した3軸xyzステージを用いた摩擦実験装置に関して，摩擦係数と荷重をより正確に測定するための3つの改良を施した．1つ目には，センサを配置する治具に関して剛性を高めるためアルミニウム合金からステンレス鋼に変更した．2つ目として，これまでは市販のひずみゲージを用いて測定を行っていたが，新たに配置を変えたひずみゲージを特注・採用した．3つ目として，ひずみゲージを配置する箇所の剛性を再設計し，与えられた力に対してひずみゲージがより敏感に反応するようにした．これらの改良により精度の高い測定を行うことが出来た．また，昨年度課題となっていたコイルに関しても再検討し，より小さなコイルのプローブを設計した．これによりリフトオフが信号に与える影響が改善した．更に，各種センサの取り付け位置の最適化を図った．特にアコースティックエミッションセンサに関してよりノイズの少ない信号を取得できる取り付け位置を見つけることが出来た．昨年度は実験装置の構築を主として行ったが，今年度は実験により摩擦係数，ECT信号，アコースティックエミッション信号を取得することが出来た．一方で得られた実験結果に対する解析方法に関しては課題があり，実験ノイズが予想よりも大きかった．従って，今後は各種のセンサから得られた信号に対して，各々適切な解析条件を精査する必要があることが分かった．

今年，根据研究实施计划，我们主要致力于制造和改进测试设备。特别是，已经进行了三个改进，以更准确地测量使用去年构建的3轴XYZ阶段的摩擦实验设备的摩擦系数和负载。首先，我们从铝合金更改为不锈钢，以增加放置传感器的夹具的刚度。其次，已经使用市售的应变计进行了测量，但是定制了具有不同布置的新应变量表。第三，重新设计了放置应变量表的位置的刚度，从而使应变仪对给定力更敏感。这些改进使我们能够进行高度准确的测量。我们还重新审查了该线圈，这是去年的挑战，并为较小的线圈设计了一个探测器。这改善了提升对信号的影响。此外，我们已经优化了各种传感器的安装位置。特别是，我们能够找到一个安装位置，在该位置可以获得噪音较小的信号，尤其是对于声发射传感器。去年，我们主要建造了实验设备，但是今年我们能够通过实验获得摩擦系数，ECT信号和声发射信号。另一方面，分析方法的实验结果存在问题，并且实验噪声比预期的要大。因此，已经发现，将来有必要仔细检查从各种具有适当分析条件的传感器获得的信号。