2018 Fiscal Year Annual Research Report
Material parameter identification and forming-limit criterion on ultra-high-strength steel sheets for sheet-metal forming simulation CAE
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16K06011
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
吉田 総仁 広島大学, 工学研究科, 名誉教授 (50016797)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
日野 隆太郎 広島大学, 工学研究科, 准教授 (10283160)
濱崎 洋 広島大学, 工学研究科, 助教 (30437579)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 超高張力鋼板 / 板材成形 / CAE / 異方性発展モデル / 成形限界 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の主な目的は，①板材成形シミュレーションのために不可欠な板材の弾塑性材料パラメータを大ひずみ域で取得するための実験・解析手法を確立すること，②板の成形限界，特にエッジ割れモードのクライテリオンを確立すること，③異方硬化発展を表現するモデルを板成形CAEソフトに実装すること，④超高張力鋼板（UHSS）の材料データベースを作成することである．これらについての成果の概要は以下のとおりである．
①板材の大ひずみにおける加工硬化式としてSwift-Voce混合モデルを用いて，その式中の重み係数を板の面内引張り曲げ試験と対応する弾塑性逆解析により決定する方法論を確立した．平面ひずみ引張り，液圧バルジ，引張り・圧縮（二軸）試験による多軸応力の材料特性を取得する方法の妥当性を確認した．また，これを異方性板にも適用することにより，大ひずみ異方性降伏関数のパラメータが決定できる．
②平頭パンチによる円筒穴拡げ試験および引張り曲げ実験から，これら二つのモードにおけるエッジ割れ限界を取得した．エッジの打ち抜き加工の影響が無視できる（例えば，ワイヤカット，機械加工）場合には板の異方性に起因するひずみ局所化とその発展がエッジ割れを支配していることがわかった．とくに円筒穴拡げ試験では，大ひずみ異方性とその発展を表現できるモデルを用いた成形シミュレーションの結果は実験を良い精度で予測することがわかった．
③異方硬化発展を表現するモデルをLS-DYNAに実装して，円筒穴拡げ試験，バルジ試験，絞り試験，実プレス部品の成形シミュレーションを行った．その結果，異方性発展を考慮することで，成形シミュレーションの予測精度が格段に向上することが確認できた．
④超高張力鋼板（UHSS）の材料データベースの枠組みを作り，本研究で得られた材料データを保管した．
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