軽量化多孔質積層板の弾塑性変形と強度・剛性および成形性を考慮した最適設計

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12555029
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 吉田 総仁 広島大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50016797)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石田 恭聡 マツダ(株), 技術研究所, 主任研究員 ; 日野 隆太郎 広島大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10283160) ; 岡田 達夫 広島大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00233338) ; 石山 成志 住友金属工業(株), 総合技術研究所, 研究部長
• Keywords: 多孔質板 / 積層板 / 軽量化 / 剛性 / 強度 / 弾塑性 / 最適設計

Research Abstract

本研究では,規則的に配列された多数の円孔をもつ多孔質板をコア層とし,薄板を表皮層とする3層構造の多孔質軽量板を考案し,その塑性変形挙動を明らかにすることを目的としている.
本年度は,銅板を素材として多孔質積層板を作製し,この多孔質積層板の基礎的塑性変形挙動および曲げ剛性を調べた.また,弾塑性有限要素法による応力解析を実施し,孔の配列に起因する面内異方性の要因などについて考察した.得られた主な結果は次のとおりである.
(1)単一多孔質板(表皮なし)と多孔質積層板(3層構造)は孔の配列に起因する面内異方性を持つ.すなわち,●単一多孔質板の変形抵抗は,0°方向が最も高く,45°と90°方向が低くなる.●多孔質積層板の変形抵抗は,45°方向が最も高く,0°,90°方向が低くなる.このような単一多孔質板と多孔質積層板の違いは,孔間を連結する亀裂の方向にもみられ,表皮板が変形を大きく支配していることがわかった.
(2)多孔質積層板の曲げ剛性は,同一重量の単一板,単一多孔質板に比べて極めて高く,軽量・高剛性という目標を満足していることが実験,解析の両面から確かめられた.

Research Products

• [Publications] Fusahito Yoshida: "A model of large-strain cyclic plasticity describing the Bauschinger effect and workhardening stagnation"Int.J.Plasticity. (in print). (2002)
• [Publications] Fusahito Yoshida: "Takeshi Uemori and Kenji Fujiwara : Elastic-plastic behavior of steel sheets under in -plane cyclic tension-compression at large"Int.J.Plasticity. (in print). (2002)
• [Publications] M.Takiguchi: "Plastic bending of adhesive-bonded sheet metals"J.Materials Processing Technology. 113. 19-23 (2001)
• [Publications] 瀧口三千弘: "接着接合したアルミニウム合金板の塑性曲げにおける変形特性と剥離強度"日本機械学会論文集A編. 67・655. 226-223 (2001)
• [Publications] 日野隆太郎: "金属積層板のV曲げ加工におけるスプリングバック挙動"平成13年度塑性加工春季講演会講演論文集. 29-30 (2001)