金属板材スプリングバックの精密計測と高精度曲げ加工システムの開発

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12555202
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: 楊 明 東京都立大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90240142)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐々間 秀夫 東京都立大学, 大学院・工学研究科, 助手 (20128573) ; 安西 哲也 (株)アマダエユジニアリングセンター, 次長(研究職) ; 真鍋 健一 東京都立大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10145667)
• Keywords: ヤング率測定 / 応力測定 / スプリングバック評価 / FEMシミュレーション / データベース / 適応フィルター

Research Abstract

今年度は,レーザー干渉測長計を導入した塑性変形に伴う弾性係数の変化を精密測定システムを開発し,弾性変形領域と塑性変形領域を統一した形で,応力とひずみの測定が可能となり,高精度かつ安定したヤング率の測定が可能となった.また,ホール素子を利用した応力測定磁気センサの開発を行い,曲げ変形中における応力分布の測定を行った.さらに,実機で用いられる金型を用いた曲げ加工に対応して,有限要素法による解析と旨シミュレーションデータベースの構築及び適応フィルターの設計を行い,実験との比較評価を行った.
具体的な研究成果は以下に示す.
a)開発した精密ヤング率測定システムを用いて,塑性変形前後ヤング率を測定した.その結果,塑性変形に伴い,ヤング率が20%ほど減少することが分かった.ヤング率の塑性歪みに伴う変化をシミュレーションに適用し,スプリングバックをより高精度に予測できると考えられる.
b)開発した応力測定センサーを用いて,塑性変形時の応力及びその分布を測定した.その結果,応力と試験片の通磁率との間に相関があり,磁気センサの応力測定の可能性を示した.現在,応力分布の測定を試みている段階である.塑性変形に伴うヤング率の変化と曲げ変形中の応力分布を測定することによって,スプリングバックのリアルタイム計測と高精度評価が可能となる.
c)実機で使用されているより加工条件の厳しい金型に対して,加工シミュレーションを行い,加工制御用のデータベースと制御システムの構築を行った.実機での実験データを用いて評価を行った結果,実験室レベルと同様に高精度な加工精度を得ることができた.

Research Products

• [Publications] 藤田高志,楊明: "新しいスプリングバック計測システムの開発"第51回 塑性加工連合講演論文集. 421-422 (2000)
• [Publications] 真鍋健一,楊明,金谷康平,小山純一: "FEMデータベースを用いた知的V曲げ加工プロセス制御法の実用性評価,"第51回 塑性加工連合講演論文集. 477-478 (2000)
• [Publications] Ming YANG,Takashi FUJITA: "Precision Measurement of Variation in Young's Modulus and Springback of Sheet Metal after Large Deformation"Proc.of EUROMAT2001. (2001)