鍛造加工所要力および圧力分布計算のための有限スラブ法の開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08650829
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 村上 糺 東北大学, 工学部, 助教授 (90005447)
• Keywords: 有限スラブ法 / 冷間鍛造加工 / 加工力 / 材料変形 / 軸対称変形 / 3次元変形

Research Abstract

本研究の目的は,理論が簡単で,プログラミングが比較的易しく,計算時間が短かく,かつ汎用性のある解析手法の開発である.この目的を達成するために考えられたのが,有限スラブ法である.この手法の概念は,被加工材料の塑性変形領域は材料流動によりいくつかの領域に分割することができ,それぞれの領域はさらに有限スラブに分割することができると仮定する,というものである.この概念に基づき,本年度の目標である軸対称問題に対する基礎関係式を誘導した.計算式は最終的には連立一次方程式で表され,これを解くための過程をオブジェクト指向型のプログラミングを用いて,汎用性のある計算ソフトとして構築した.このソフトは,中心軸に対して傾斜部を持たないほとんどの軸対称問題を扱うことが可能であり,ユーザーは本ソフトをブラックボックスとして用いることができるようにした.すなわち,ユーザーは関心のある加工問題の解析にのみ集中して,解析できる.リング圧縮問題,円柱素材のすえ込み加工問題,中心に軸状突起を有する開放型鍛造問題などに適用し,初等解析法,上界法など他の解析手法や実験結果とよく一致する結果が得られることを確認した.
ついで本解析手法を,中心軸に対して傾斜部を持つ軸対称問題に対しても適用できるように拡張した.そして,円錐状の非塑性変形領域が存在するすえ込み加工問題に対して適用し,実験結果とよく一致する結果が得られることを確認した.