管、形材曲げ加工用汎用シミュレータの開発に関する研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07650855
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Research Institution: Kanagawa Institute of Technology
• Principal Investigator: 遠藤 順一 神奈川工科大学, 工学部, 教授 (70016418)
• Keywords: 曲げ加工 / 形材 / シミュレーション / 横断面形状変形 / 角管

Research Abstract

1 角管曲げ加工用シミュレータの開発
申請時の研究計画における(1)数学モデルの確立と(2)ソルバーの開発を統合して、角管曲げ加工用シミュレータの開発として報告する。これは当初の予定より研究が進んでいることを意味しており、既に平成8年度の継続申請時に述べている。このシミュレータでは、まず角管の横断面を曲げ面に平行な部材と垂直な部材に分け、それぞれの部材を等分割する。分割された要素を厚さ方向にさらに等分割し、この微少要素における応力とひずみを境界条件を満たすように仮定する。そして要素の集合体である横断面全体で釣合が保たれるように微少要素の応力とひずみを修正していくというものである。均等な曲げ(曲げ問題の基本)を受ける角管では、長手(軸)方向に変形(従って、応力とひずみも)が一様となる。このような問題では、いわゆるFEMは適用が不可能ではないが、3次元問題となり、計算時間がかかり過ぎる欠点があり、本研究の手法を採用した。シミュレーションの結果、角管の均等曲げにおける横断面の変形や曲率と曲げモーメントの関係が得られた。得られた曲率と曲げモーメントの関係は実験値(研究 2の成果)よりやや小さめである。
2 角管およびチャンネル材の均等曲げの実験
当面、研究 1に合わせ、角管の均等曲げの実験を行っている。材料としてはアルミニウム合金押田し角管を用い、均等曲げの実験装置を使用している。実験の結果、得られた曲率と曲げモーメントは研究 1の結果と比較している。
以上を要するに、研究は順調に進行している。研究の成果は平成8年度軽金属学会秋季大会で発表すべく準備中である。