2014 Fiscal Year Annual Research Report
非接触ひずみ測定システムによる金属板材の大ひずみ二軸応力試験方法の開発
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14J06118
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
箱山 智之 東京農工大学, 大学院工学府, 特別研究員(DC1)
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2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | 塑性加工 / 材料モデル / 成形限界 / 材料試験 / 高張力鋼板 / 数値解析 / 異方硬化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
プレス成形シミュレーションを用いた成形不具合の事前予測精度向上のためには、材料モデルの高精度化が必須である。プレス成形中の材料変形を再現可能な材料試験法を開発し、その測定結果を表現可能とする材料モデルの構築が求められている。
本研究では、自動車用鋼板に曲げと溶接を加えた円管試験片に軸力と内圧を加える事で材料に二軸引張応力を作用させる二軸バルジ試験法を活用する。既存の二軸バルジ試験機に画像測定による非接触ひずみ測定システム（ARAMIS(R);、GOM）を導入した。様々な応力経路を試験片に付与し、試験機の制御安定性及び測定精度の妥当性を確認した。直線及び非直線応力経路試験を行い、塑性変形特性の経路依存性を検証した。本測定結果を忠実に再現可能な材料モデル（異方硬化モデル[彌永・瀧澤・桑原: 塑性と加工、 55(2014)、 55-61]）を同定した。この材料モデルを用いて材料の破断判定基準である成形限界ひずみ・成形限界応力を数値解析により求め、二軸バルジ試験による実測値と比較した。二軸バルジ試験により塑性変形特性を測定し、それを反映した材料モデルを用いた数値解析を実施すれば、実験値を高精度に予測可能であることを立証した。
実用ひずみ速度下における塑性変形挙動を測定可能とする、画像測定システムを構築した。低ひずみ速度（0.0001 /s）及び準高ひずみ速度（0.01 /s）単軸引張試験を行った。今後は本測定装置により測定された結果を用い、塑性変形特性に及ぼすひずみ速度の影響を定式化し、ひずみ速度を考慮可能な材料モデルを構築する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
非接触ひずみ測定システムを用いた二軸バルジ試験機の改良は、予定通り終了し、予定した実験を全て完了した。高ひずみ速度に対応する測定システムは構築が完了し、低ひずみ速度（0.0001 /s）及び準高ひずみ速度（0.01 /s）の試験に適用した。そして、約200Hzで試験片の拡散くびれ以降の変形形態を測定可能であることを確認した。以上のことから、本研究は概ね順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、冷延IF鋼板を対象に単軸及び二軸バルジ試験を実施する。低ひずみ速度試験及び高ひずみ速度試験を実施し、ひずみ速度の影響について検証する。さらに、高ひずみ速度に対応する画像測定システムを用い、拡散くびれ以降の塑性変形特性について実験的に調査する。測定した結果を元に材料モデルを更に発展させ、数値解析を実施する。それにより、材料モデルの妥当性検証とともにその変更点の影響を評価する。
また、アルミニウム合金に対しても実験及び数値解析を実施し、そのモデルの汎用性と現象論的数値解析理論との整合性を確認する。
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Research Products
(5 results)
